編者語:
我是製造君,各位造友晚上好~
天冷了,各種暖手“神器”成為熱銷商品,今天為大家介紹一下各種“暖手寶”的發熱原理——
暖手寶有
物理型
和
化學型
兩大類,物理型的主要有熱水袋和電熱寶,透過能量轉化和傳遞來取暖,化學型的主要是透過化學物質或化學反應來實現取暖。
01
電暖寶
按儲能介質分,電熱寶通常分為兩種。
1.固體電熱寶(電熱餅)
工作原理是:透過電阻絲加熱保溫棉等固體儲能物質,使其升溫,並用熱敏電阻控制溫度,當電流透過電阻絲時發熱,當溫度到達一定值時,它的電阻會急劇增大,相當於斷路,停止加熱,靠保溫棉散發之前儲存的熱量取暖。
2.液體電熱寶(電熱水袋)
工作原理是:透過電阻絲加熱含有電解質的水或油等液體儲能物質,使其升溫,然後靠液體儲存的熱量逐漸散熱來取暖。控溫方式與前面說的電熱寶類似,能自動斷電。袋內液體溫度一般能達到65度左右。
要說明一點的是,通常的水在加熱時會產生大量水蒸氣,容易爆袋,加了電解質之後,水的沸點升高,也就是說高於100℃沸騰,產生的水蒸氣量相對較少,減少了爆袋的危險,但還是建議加熱時間不要過長。
02
不用插電的化學“暖貼”
1.鐵粉暖寶寶貼
暖寶寶貼的主要成份是鐵粉,還含有碳粉、食鹽、蛭石。
反應原理實際是利用鐵粉的緩慢氧化(電化學腐蝕),將化學能轉變為熱能。鐵粉裝在有透氣孔的無紡布袋中,使用前將外層不透氣的明膠層撕掉,使鐵粉與空氣中氧氣接觸即可。碳粉會和鐵粉形成原電池,食鹽會加速鐵的電化學腐蝕,蛭石的作用主要是為了保溫。
負極:Fe-2e-=Fe2+
正極:O2 + 2H2O + 4e-=4OH-
總反應:2Fe + O2 + 2H2O=2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3 ==== Fe2O3+3H2O
2.結晶式暖手袋
要了解結晶式暖手袋的原理,我們首先要知道什麼是過飽和溶液。簡單的說,就是一定條件下,飽和溶液又繼續溶解溶質而不析出的狀態,暖手袋裡的液體就是過飽和溶液醋酸鈉(CH3COONa)以及一個小鐵片。
由於過飽和溶液不穩定,當扭動裡面的金屬片的時,產生的輕微震動便足以使溶質結晶,變成較穩定的固體。這個過程是放熱的,所以暖手袋開始暖起來。這種暖手包用完之後,在沸水中加熱約10分鐘,讓結晶重新變成過飽和溶液,就可以再次使用了。
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