越冬必备:取暖贴

来源 :中学生数理化·八年级物理人教版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:redblackzhu
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  随着科技的不断发展,人们在漫长的冬天有更多的“武器”来抵御寒冷.而取暖贴则成为时尚达人取暖驱寒、热敷理疗的越冬利器,果果阅读了取暖贴的使用说明后(见图1),对取暖贴的发热剂成分和发热原理产生了兴趣.于是购买几袋进行如下探究.
  品名:××取暖贴
  成分:铁粉、活性炭、水、食盐和木屑等.
  用法:使用之前将真空包装外袋打开,取出内袋,轻轻揉搓,贴在内衣外层,
  注意事项:(1)避免真空塑料包装袋破损,造成产品失效;(2)可持续12小时均匀放热;(3)请勿直接贴于皮肤上,以免灼伤,
  探究1:取暖贴的发热剂成分是什么物质?
  果果按照取暖贴的说明要求剪开包装袋.可观察到取暖贴的塑料外袋采用真空包装,内袋为微孔透气的无纺布袋,装有发热剂.当打开内袋倒出其中的粉末时.发现粉末呈黑色,用磁铁靠近有部分被吸引.另取适量的黑色粉末加入足量的稀盐酸.固体部分溶解.并产生无色气泡,这说明该黑色粉末中一定含有铁粉.
  果果取剩余的残渣用酒精灯灼烧.将内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在燃烧物质的上方.发现澄清石灰水变浑浊.说明该黑色粉末中还含有一定量的碳粉,果果再次阅读取暖贴的使用说明书,确定取暖贴发热剂的主要成分是铁粉、活性炭、无机盐(主要含食盐)和水等.
  探究2:取暖贴为什么会在短时间内释放出大量的热?
  取出取暖贴内袋,轻轻揉搓后直接贴在内衣外层,可持续保持人体温暖12h.测量温度为50℃,内袋背面的粘贴部分打有很多小孔.通过这些小孔的透氧速率可以控制放热的时间和温度.果果认为:发热剂需要接触到足量的空气才会放热.
  通过查阅资料果果了解到,发热剂成分中的食盐能加速发热剂中铁粉的氧化速率.使取暖贴更快地放出热量.水和食盐能够使铁粉形成电解质溶液,加速铁的氧化腐蚀,活性炭能够增强空气流通防止铁结块,从而达到均衡发热的效果.木屑或矿物质则可起到保温的作用.
  果果由此总结:取暖贴利用铁的氧化放热原理,即铁粉与水、氧气等物质共同作用,发生了缓慢氧化(即铁生锈),此过程中化学能转化为热能,从而不断放出热量,这样就能为人体提供温暖的保障.
  果果将使用过的取暖贴撕开露置在空气中48h.看到使用后的取暖贴中的黑色粉末大多已经变成红褐色固体.果果根据取暖贴的发热原理.猜想这种红褐色固体可能是氧化铁,她准备将用过的取暖贴发热剂粉末用于阳台小花园,当作自家花圃的花肥来使用.
  取暖贴在运输和保存时应注意密封、干燥和防潮.使用前不要让外袋破损,要保持包装的气密性,使之与空气隔绝,以防失效.打开包装袋取出内袋.撕下粘贴纸,贴在衣服外侧以防止低温烫伤,取暖贴具有随身携带、一贴即热、立刻见效等突出特点,是一款即开即用的经济环保型防寒佳品.
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