俗话说“人是铁,饭是钢,一顿不吃饿得慌”。现在随着自嗨锅的流行,我们的选择也越来越多,想吃的时候,给加热包加上水之后,只需要20分钟时间就能吃上香喷喷的饭了,真是越来越方便。
那这既不用电,也不用天然气,就能够释放出大量的热,这热量是从哪里“变”出来的呢?
发热包里有黑色的铁粉,铁的氧化反应是加热包所需的能量,会消耗包装袋内的水和氧气。另外加热包里还有铝粉、生石灰等少量成分。铝粉是银色的金属颜料,正常的情况下,铝粉是白色的,但容易在空气中氧化变成灰色。
其次是生石灰,它主要成分是氧化钙,耐火难溶,与水发生反应会释放大量的热,大量的蒸汽冒出来,温度很高。
有的伙伴会说,铁锈我们是见过,可没发现过它会发热啊,铁锈蚀反应的步骤很复杂,且铁生锈的这种化学反应很慢,但归根结底是会放出热量。
因为反应速度太慢,放出来的热量被环境吸收,我们感觉不到,而在加热包里这个氧化反应速度加快了,我们也就能感觉到热了。
那怎么把这个铁的氧化反应速度给加快呢?
铁是固体,氧气是气体,这个我们都知道,不论化学反应的中间过程是怎么样的,反应肯定是铁的表面进行,表面的面积是表面性质的一个重要因素。
除了与其本身化学反应的难易程度有关,也和铁的表面性质有关。参与化学反应的分子一定是要相遇才能发生反应。因此在同样的条件下,反应物之间接触的面积越大,参与反应的分子就越多,反应速度也就越快,一定的时间内放热反应所产生的热量就越多。
加热包内参与化学反应的是细小的铁粉,不像我们平时见到的铁锅体积较大的物体,一个是被粉碎成粉末,一个是整个的物体。铁粉的表面积显然大于铁锅的表面积,表面积增大,可能发生化学反应的分子相遇的机会就多了。氧化速度也就快多了。
我们使用的铁锅表面都是光滑紧密的,都是高温下制造,然后再冷却,在经历高温、冷却的过程中,铁的表面已经生成或薄或厚的氧化层,所以普通的铁器进行氧化反应的铁原子并不多,常温下必然也就氧化反应缓慢。
而加热包的铁粉则不是简单地把铁锉成铁末子,而是直接把氧化铁的粉末还原成海绵状铁粉,它与氧气、水蒸气或水接触的面积增大,在包装前,它们在缺乏氧气还原环境下,表面大多也没有被氧化。
加热包遇到氧气和水之后,氧化的速度比一般的铁器快了很多倍,里面还有铝粉、石灰等成分,加石灰使水溶液呈强碱性,铝粉比铁更容易氧化发热,氧化速度更快,十几秒的时间内就可以把水温提高到沸腾的程度。
这是能量守恒定律在化学反应过程中的应用,反应物是铁和氧气,产物是三氧化二铁,不论中间有哪些反应,最终的能量差就是反应放出的总热量。
人们从未停止对美食的追求,但是对使用自带加热功能的食品,乘坐飞机、动车时
食品是要被 “抛弃”的。其次要注意避免孩子接触,以免灼伤。
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