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文/謝玠揚

氣溫陡降,濕冷的冬天,不少人都希望自己手中握著暖暖包吧,經濟方便又暖手,還能在口袋裡持續發熱。可是,你有沒有想過,暖暖包為什麼可以發熱呢?

嚴格來說,隨身的「暖暖包」至少有四大類:最常見的是冬天便利商店就有賣的拋棄式暖暖包;最傳統,看起來最有「貴族氣」的懷爐;再來是可利用熱水煮沸重複使用的暖暖袋;最後就是充電式/電池的暖暖蛋。這四種發熱小物發熱的原理,其實大不相同!

拋棄式暖暖包,到底含什麼成分?

這種暖暖包的主成分是鐵粉、活性碳、蛭石、食鹽。發熱的原理其實就是讓鐵粉生鏽!

「鐵粉生鏽?」

是的,你真的沒看錯,鐵生鏽(也就是氧化)的過程會放熱。只是在日常生活中,我們看到的鐵生鏽,一般都是路邊廢棄家具上的鐵條或是鐵塊,它們鏽蝕的速度非常慢,所以感受不到生鏽的過程會放熱。

如果暖暖包中只放鐵粉,等著它自然生鏽產生熱,那……我想等到天荒地老海枯石爛,也不會暖的,而到時候人應該都冷死了!

因此,為了加速鐵粉的生鏽反應,這時候就需要活性碳、蛭石、食鹽。

「等一下,蛭石是什麼?跟水蛭有關嗎?」

蛭石是一種天然礦物,是矽酸鹽的一種。高溫下會膨脹,很像水蛭在蠕動,所以被稱為「蛭石」。可別因為它的名字就以為暖暖包裡有水蛭的屍體喔!蛭石的孔隙度很高,加上本身的結構特性,所以有很好的保水、透氣性,再加上密度又低,所以是一種園藝常用材料,育苗、播種、種植多肉植物時,都會用到大量蛭石來混成培植用土壤。

在暖暖包中,活性碳跟蛭石的功效一樣,就是吸收空氣中的水分,以加速鐵粉氧化的速度。食鹽則是發揮電解質的功用,加速氧化反應進行。在有鹽、有水、有氧氣的地方,鐵就會生鏽,而且是生鏽的很快!

這個原理告訴我們的另一件事就是:海砂屋真的不能買,很危險,因為鋼筋、鋼骨會鏽得非常非常非常快!

暖暖包搓了才會發熱?

其實暖暖包不用搓也會慢慢發熱,搓的動作只是加速反應速度,熱得比較快。講了這麼多,只是想提醒大家:暖暖包的原理絕對不是摩擦生熱!

拋棄式的暖暖包,視使用情況可作用八~二十四小時,越搓熱得越快,不過持續發熱的時間也會變短;相反的,撐得越久,溫度就不會太熱。暖暖包的溫度大約可達到四十度C~五十度C左右,如果放進口袋裡再加上搓揉,可以達到五十多度C。

用過的一次性暖暖包,還可以拿來做什麼?

雖然裡頭的鐵粉都已生鏽發熱完畢,不過多孔隙的活性碳和蛭石還可以吸收水分,冬天濕冷,用過的暖暖包可以放在鞋櫃、衣櫃中,除臭除濕,真正做到物盡其用。

貴族氣息十足的「懷爐」

懷爐的原理其實很簡單,就是「生火取暖」。加進去的燃油,燃燒之後發熱,所以可以取暖。

「生火?太危險了!一定會燙傷!」

別急別急,懷爐的火,不是看得見火焰的「明火」,而是利用觸媒讓燃油氧化生熱,所以很安全,溫度也不會太高(五十度C~六十度C)。只要出門前記得加油、定時更換火口,相對於暖暖包,懷爐其實是更環保的,外出使用上也算方便。

可重複使用的「液體暖暖包」又是如何發熱呢?

這種液體式暖暖包,顧名思義一開始是液狀的,液體中有一塊小金屬片,把金屬片折一下,暖暖包就會開始發熱,液體也開始結晶、硬化,等到整包都硬化之後,暖暖包也會開始慢慢冷卻。這種暖暖包的發熱原理是:過飽和溶液。

「過飽和溶液?」

先幫各位複習一下曾經學過的理化。每種物質在水中都有可以溶解的最大量。舉例說明:把糖加到水中,一開始攪拌一下就溶解了,但隨著糖越加越多,漸漸就會發現,怎麼攪糖都不會溶解了,開始沉澱在杯底。這個時候的糖水,我們稱做飽和溶液。

而如果想讓水可以溶更多的糖,就要加熱(當然,也有些物質是例外,越高溫溶得越少)。如果把一杯滾燙的熱水變成飽和的糖水,然後讓糖水慢慢冷卻到室溫,過程中不去攪動,不要造成糖結晶析出,這杯糖水就是所謂的過飽和溶液。

然而,過飽和溶液非常不穩定,只要受到一些刺激就會析出結晶體,而析出晶體的過程中,會伴隨熱量放出或吸收。液態暖暖包的發熱原理就是選擇析出結晶會放熱的物質(通常是醋酸鈉),利用過飽和醋酸鈉溶液析出醋酸鈉結晶過程中所釋出的熱達到目的。而讓這一切發生的關鍵,就是那一片小金屬片。折金屬片的時候,會誘發結晶的產生,開始放熱。

當結晶析出完成,整包硬化後,暖暖包就不會再放熱了。它的發熱時間大約一~二小時左右,但是只要五~十分鐘就可以升溫至五十度C左右,比暖暖包快得多。放熱完畢後,只要將它丟入沸水中煮約十分鐘,結晶體又會回到過飽和溶液狀態,下一次就可以使用了。以外出使用來說,便利性的確是不如暖暖包、懷爐。但是居家熱敷,就很實用了。

充電式/電池暖暖蛋

充電式或電池暖暖蛋的發熱原理相對簡單,其實就是把電能轉成熱能,只要充飽電就可以發熱。

購買時建議選擇有廠牌的商品,不然帶在身上時發生漏電或是短路,滿危險的。
四種不同的暖暖包各有各自的好處,最後提醒大家,使用時還是要小心,盡量隔著衣物使用,別因為太暖,反而造成燙傷就不好了。

※ 本文摘自《謝玠揚的長化短說2》,原篇名為〈暖暖包一直搓,壽命會變短!一次搞懂四種「暖暖包」〉,立即前往試讀►►►

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