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暖手宝为什么会发热?

家居 2015-12-02 12:36100未知热话题
从端木老师那里看到了美国《连线》杂志网站搜罗的“十大令人惊讶的化学实验”,其中一个实验叫“快速制造石笋之法”,在搜索相关资料时看到了这一实验刚好可以解释铁片式暖手贴的原理,觉得很有意思,又整理了其他几种常见暖手宝并汇总了下,挑出用得较多的几种详细介绍原理以及使用时的注意事项,作为小常识跟大家分享下:

   常用的几种暖手宝不外乎是以下几种:
 
下面是几种暖手宝的详细介绍:

一、不插电暖手袋

 1. 不插电暖手袋可分为三种:

一种是“传统热水袋”,使用时里面灌上热水即可,这种大家已经非常熟悉,不再赘述。

另一种是一次性的“暖宝宝贴”,也就是我们通常叫的“暖宝宝”。“暖宝宝”产品塑料袋里面是一些粉末如铁粉,碳粉,盐等,使用的时候只要撕破包装袋,里面的粉末与空气中的氧气接触反应即发热。产品发热温度最高强63摄氏度,平均53摄氏度,只可以用一次,使用时间为8~20个小时不等。

 还有一种是可以反复使用的“铁片式暖手贴”,密封的塑料袋(PVC)有一些液体(一般是过饱和溶液)及一个小圆形金属片轻折袋内金属片,袋内液体自动结晶发热,这一物理过程自动发热达30-50度(1-2小时),可做热敷。使用后,袋内物体结晶变硬,再次使用前放入锅内煮至重新变成液体即可(2-3分钟左右),可反复使用。

 2.发热原理:

(1)“暖宝宝贴”:暖宝宝贴的反应原理为利用原电池加快氧化反应速度,将化学能转变为热能。为了使温度能够持续更长,产品使用了矿物材料蛭石来保温。因为产品在使用前不能发生反应所以袋子材质要很特别,由原料层,明胶层和无纺布袋组成。无纺布袋是采用微孔透气膜制作的。它还得有一个常规不透气的外袋——明胶层。在使用时,去掉外袋,让内袋(无纺布袋)暴露在空气里,空气中的氧气通过透气膜进入里面。放热的时间和温度就是通过透气膜的透氧速率进行控制的。如果透氧太快,热量一下子就放掉了,而且还有可能烫伤皮肤。如果透氧太慢,就没有什么温度了。使用后为黑褐色固体,其中含碳粉、NaCl固体、Fe2O3固体以及含镁铝的盐类。

负极:  Fe-2e-=Fe2+   
正极:  O2 + 2H2O + 4e-=4OH-   
总反应:2Fe + O2 + 2H2O=2Fe(OH)2   
        4Fe(OH)2 + 2H2O + O2=4Fe(OH)3↓   
        2Fe(OH)3 ==== Fe2O3+3H2O

(2)“铁片式暖手袋”:要了解暖手袋的原理,我们首先要知道什么是过饱和溶液。在某温度下,溶质在溶剂中的可溶性是不变的。例如食盐(Nacl)在水的可溶性在室温时是36g/100mL水。当溶液中的浓度与其可溶性相等时,这种溶液便称为饱和溶液;而当溶液的浓度比其可溶性还要高的时候,这种溶液便称为过饱和溶液。暖手袋里的液体就是过饱和溶液醋酸钠(CH3COONa)。

由于过饱和溶液的浓度太高,所以并不稳定。当我们扭曲里面的金属片的时候,所产生的轻微震动便足以使溶质结晶,变成较稳定的固体。然而,这个过程是放热的,所以暖手袋开始暖起来。上面提到的“十大令人惊讶的化学实验”之一“快速制造石笋之法”就是利用过饱和溶液晶体析出的原理,将醋酸钠的过饱和溶液慢慢倒在表面皿上的醋酸钠小颗粒上面,立即神奇地“长出”像石笋一样的晶体,且有大量热放出。

 这种暖手袋可以循环使用。只要把暖手袋放入沸水中加热约10分钟,凝结了的溶质便会再次溶解;这是由于在高温下,溶质的可溶性增加。在溶解的过程中,溶质进行吸热反应,再次成为过饱和溶液。

3.注意事项:
(1)“暖宝宝贴”:

 a.不要在使用于电热毯等取暖器具的同时使用暖贴。睡觉时不要贴身使用暖贴。

b.避免长时间使用于身体同一位置,随时注意观察皮肤状况,防止局部温度过高,造成低温烫伤。(低温烫伤“低温烫伤”是指在50 ℃左右的温度下,热源在人体局部作用时间过长,热能慢慢渗透进入软组织而引起的烫伤。低温烫伤对热敏感度低的人往往是在毫无根据知觉情况下所引起的红斑,水泡等症状。这里的低温是指温度相对比较低,并不是指平时说的零下几度那种低温。理论上凡是高于人体的温度都有可能引起低温烫伤)

c.糖尿病和血液循环障碍者、皮肤热敏感度低者,请在使用时格外小心。因为上述人群的神经末梢感觉迟钝,不适合用暖贴取暖。

d.小孩、高龄者、不能自理者应在特别看护下使用。

e.本产品仅能用于外用,使用时不要撕开内袋,以防内袋发热材料泄漏,避免内袋中物资入眼或口中。若不慎接触到眼睛要立即用清水冲洗并就医。误食后要立即催吐并就医。

f.本产品虽然采用日本优质压敏胶,但还是建议您不要将其貼到貴重的衣物或者易损伤的衣物上。

(2)“铁片式暖手袋”:本品只适合外用,如不慎损坏包装使内液沾及眼睛或皮肤,用清水洗净即可。
 
二、电暖宝
1.电暖宝种类及工作原理:
(1)固体电热饼,其填充是保温棉(如;石棉等其他的)工作原理是:用双控温电热储能式结构,逐渐释放热能.内设自动过热保护装置及自动保温指示装置,一个由PTC热敏电阻开关控制的小电炉,PTC是正温度系数的热敏电阻,当电流通过时自身会发热(电炉的热量也会传导给它的),当温度到达一定值时,它的电阻会急剧增大,可以视为断开,所以热宝此时停止消耗电能,之后靠保温棉对电炉的保温来缓慢放热。

(2)软质液体电热宝,又叫电热水袋,是我们最熟悉的。它使用新技术储能发热剂,加热升温迅速。一次性注水,永久使用,独特防爆免烫装置,温控保护;使用寿命长;保温持久等优势。工作原理是在固体电热饼的基础上改进的,采用电极式加热方法,优质控温与热熔断器双重温控保险。正常情况下袋内液体温度达到65度时温控器会自动切断电路,停止加热;而一旦温控器控制失灵,热熔断器切断电源,终止加热,需更换新产品,请不要尝试修复。

 从发热原理看,液体电暖宝分为电极式和电热丝式两种。电极式电暖宝中有正负两个电极,直接和袋中的液体(电解质溶液)接触,电极通电后,溶液就带电加热,加热时间较短(约2~8分钟),但液体膨胀较快,容易爆炸!国家早已禁止销售电极式电暖宝,允许继续销售的是安全性高的电热丝式电暖宝!电热丝式电暖宝中有一个绝缘体线圈,摸上去体积比电极式发热体明显要大。  

 2.电热水袋使用时注意事项:
消费者协会专家提醒消费者,应尽量到正规商场购买,挑选使用说明、合格证明、检测报告齐全的具有“3C”认证的电暖宝品牌,切勿贪图便宜购买“三无”产品。使用前,应仔细阅读产品说明书,严格按照以下要求进行使用。

(1)充电前,要保持插座干燥。严禁海水、苦咸水、超标自来水注入袋装电暖宝。  

(2)充电时,先将插头插入贮水式电暖宝上插口,再接通电源。切忌将电暖宝抱在怀中边充电边取暖,以防触电。  

(3)袋装电暖宝在充电时,如果发现袋身明显涨起,说明袋内有剩余空气,应先切断电源,再拔下袋身插头,取下注水口处的排气囊,将袋内空气排净,直到注水口有水溢出。  

(4)袋装电暖宝严禁针刺,重压,否则会造成漏液、漏电!  

(5)严禁强溶剂擦洗,或浸泡在水中擦洗电暖宝。
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