徐雙華

人們冬天時(shí)想吃得熱一些，夏天時(shí)想喝得冷一些，于是發(fā)明了微波爐、冰箱等設(shè)備，但這些設(shè)備太大，不方便攜帶?，F(xiàn)在就有了一拉就會(huì)熱的食品，搖一搖就會(huì)冷的食品，非常方便，也非常有趣。那么，你知道它們是怎樣做到一拉就熱或者搖一搖就冷的嗎?這其中包含了什么科學(xué)原理呢?

我們先來看“一拉熱”。目前市場上的“一拉熱”往往裝在盒子里，盒子底下有一根線，食用前一拉線頭，幾分鐘后，盒內(nèi)的食品就熱氣騰騰了，吃起來與在微波爐中熱過一樣。

那么，“一拉熱”中的食品是怎樣變熱的呢?

我們?cè)诨瘜W(xué)學(xué)習(xí)中已經(jīng)知道，物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)變化的同時(shí)，往往伴隨著熱量的吸收或釋放?；瘜W(xué)反應(yīng)中，如果生成物的能量低于反應(yīng)物的能量，則該化學(xué)反應(yīng)會(huì)釋放出熱量，這類反應(yīng)稱為放熱反應(yīng)；如果生成物的能量高于反應(yīng)物的能量，則該化學(xué)反應(yīng)要吸收熱量，這類反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng)?！耙焕瓱帷本褪抢梅艧岱磻?yīng)的原理制成的。

“一拉熱”食品袋往往有兩層，上層是食品，下層的上部分是水袋，下部分是生石灰。當(dāng)拉動(dòng)下層中間的那根線時(shí)，水袋就會(huì)破裂，水與生石灰相遇，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。生石灰就是氧化鈣(CaO)，它與水的反應(yīng)方程式為CaO+H₂O=Ca(OH)₂。這個(gè)化學(xué)反應(yīng)是一個(gè)典型的放熱反應(yīng)，在反應(yīng)的過程中，會(huì)向外釋放大量的熱。

這個(gè)放熱反應(yīng)在生活中很常見，比如建筑工地上“化石灰”就是氧化鈣與水反應(yīng)，放出的熱量足以使生雞蛋馬上變熟。這個(gè)放熱反應(yīng)在歷史上也曾做出過貢獻(xiàn)：虎門銷煙時(shí)，民族英雄林則徐率領(lǐng)廣州軍民，在海邊挖了兩個(gè)大池，將鴉片切碎倒入池中，用濃鹽鹵水進(jìn)行浸泡。當(dāng)在池中加入生石灰進(jìn)行攪拌時(shí)，只見池子里像開了鍋似的，池水沸騰，黑色的鴉片在池子里翻來滾去，被銷蝕分解。

同樣，“一拉熱”食品就是利用生石灰與水反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量給食品加熱的。

“一拉熱”食品種類繁多，有方便面、糕點(diǎn)、自熱型盒飯、自熱型罐頭等等。由于“一拉熱”食品具有自己可以加熱、產(chǎn)品體積較小、攜帶使用方便、營養(yǎng)豐富等優(yōu)點(diǎn)，常在軍事上用做野戰(zhàn)糧食。

我們?cè)賮砜础皳u搖冰”?！皳u搖冰”剛買來的時(shí)候里面并沒有冰，但是，當(dāng)把“搖搖冰”上面的旋鈕旋轉(zhuǎn)一周，搖晃幾下后，里面所裝的飲料就會(huì)結(jié)成冰。如果把“搖搖冰”拆開來，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)“搖搖冰”的易拉罐分三個(gè)隔離室，分別是外層的離子水室、中間層的制冷劑室和內(nèi)層的飲料室。易拉罐頂部設(shè)有一個(gè)旋鈕，當(dāng)旋鈕旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，外層的離子水流進(jìn)中間層的制冷劑室中，與制冷劑室中存放的氯化銨和硝酸銨等鹽類物質(zhì)混合，就會(huì)從內(nèi)層的飲料中吸收大量的熱，從而使內(nèi)層的飲料溫度下降，甚至結(jié)冰。

現(xiàn)在我們?cè)賮硖骄恳幌聻槭裁从行}類溶于水會(huì)使溶液的溫度降低。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生與物質(zhì)溶解時(shí)發(fā)生的變化有關(guān)。在物質(zhì)溶解的過程中，一方面溶質(zhì)分子要吸收熱量，以克服分子間的引力，擴(kuò)散到溶劑中；另一方面，擴(kuò)散的溶質(zhì)又和溶劑分子發(fā)生一定程度的結(jié)合，從而釋放出一定的熱量。溶液溫度升高還是降低，要看放熱與暖熱的多少。像氯化銨和硝酸銨等物質(zhì)溶于水都是吸熱多于放熱的，所以溶液的溫度一會(huì)降低。也有一些物質(zhì)溶于水時(shí)溶液的溫度是升高的，如固體氫氧化鈉和濃硫酸等。而且從實(shí)驗(yàn)中可知，在100克水中溶解25克氯化銨，溶液將降溫15℃；在100克水中溶解72克硝酸銨和60克硝酸鈉，溶液降溫的幅度達(dá)32℃；在100克水中溶解100克硝酸銨和等量的碳酸氫鈉，溶液的降溫幅度將達(dá)到35℃?？磥磉@些物質(zhì)溶解時(shí)的制冷能力是很強(qiáng)的。

利用固體溶解吸熱的原理不僅可以用來制“搖搖冰”，還可用來制造一次性冰袋等。一次性冰袋使用方便，可以在野外、在旅途中，以及高溫作業(yè)時(shí)使用。它對(duì)治療中暑、頭痛發(fā)熱、運(yùn)動(dòng)型拉傷，以及對(duì)提神醒腦都可產(chǎn)生良好的效果。如果你有興趣，也可以自制冰袋，制作方法如下。

①將約150克研細(xì)的碳酸鈉晶體(Na₂CO₃·IOH₂O)裝入小塑料袋底部，壓緊后，用線繩將塑料袋綁住，使碳酸鈉晶體被封在塑料袋的下半部。②再將約100克研細(xì)的硝酸銨晶體(NH₄NO₃)裝入塑料袋的上半部，用燒熱的鐵絲或鋸條將塑料袋封口，即做成“冰袋”。

使用自制冰袋時(shí)，只要將線繩解下，用手使袋內(nèi)兩種固體粉末充分混合，便立即產(chǎn)生低溫。