童年回忆变网红爆款,“掰掰热”里的液体究竟是什么?

作者: 邵伟

来源: 上海科技馆

发布日期: 2024-04-05 10:46:19

本文介绍了“掰掰热”暖手宝中的液体——醋酸钠过饱和溶液的工作原理及其在相变储热材料中的应用。

你小时候玩过这样的暖手宝吗?轻轻掰动里面的小铁片,溶液便迅速结晶,并开始发热发烫。使用完放凉了也没关系,放在热水里加热至再次融化,又可以循环使用了!这里面到底是什么神奇液体呢?

暖手宝里的液体,其实是醋酸钠过饱和溶液。

当温度降低时,水对醋酸钠的溶解度降低,溶液变得“过饱和”,这时理应有部分醋酸钠从水中结晶析出,但是晶体结晶需要有结晶中心(晶核),而目前的溶液浓度还不至于自发产生晶核,因此溶液处在一个不稳定的“过饱和”状态。

此时,我们只要小小地“推”它一把——轻捏铁片掰一下,铁片的弯曲引发微小的压力变化和摩擦,这可以创造出小的晶体形核点,导致附近的醋酸钠快速结晶,晶体作为新的成核中心不断扩散,很快整个暖手宝都变成了固体,同时放出大量的热。而重新加热时,由于醋酸钠溶解度增加,溶液又重新回到饱和状态,这样就可以循环使用了。

在相变的过程中,同时伴随有能量的释放或吸收,而温度基本保持不变,这种在相变时吸收或者释放的热量,我们叫做“潜热”。相变潜热可以很大,比如,将零度的冰融化成零度的水,这个过程需要吸收336KJ/Kg的热量,而这些热量足以将零度的水加热至80℃。那这些热量能不能为我们所用呢?就像充电宝、蓄电池可以把电能储存起来一样,“掰掰热”暖手宝则是把醋酸钠相变时的热能储存起来,在合适的时候为我们所用。

像醋酸钠这种材料,我们就称之为“相变储热材料”。

UUID: c198c06b-8466-4227-b9f4-7d497e943524

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/中科院物理所公众号-pdf2txt/2024/中科院物理所_2024-04-05_「转」童年回忆变网红爆款,“掰掰热”里的液体究竟是什么?.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0042 元