發(fā)熱包產(chǎn)生熱量的原理是化學反應放熱，其中常見且的是生石灰（氧化鈣）遇水發(fā)生水合反應。以下是詳細的解釋：
1. 反應：生石灰（氧化鈣）的水合作用
* 發(fā)熱包的主要成分通常是生石灰（CaO），一種白色或灰白色的塊狀或粉末狀物質(zhì)。
* 當發(fā)熱包被使用時，其內(nèi)部或附帶的小水包被擠破（或手動加入適量水），水與生石灰接觸。
* 發(fā)生劇烈的化學反應：CaO + H?O → Ca(OH)? + 熱量。
* 這個反應稱為水合反應或消化反應，產(chǎn)物是熟石灰（氫氧化鈣）。
* 關鍵點： 這個反應是一個強放熱反應。在反應過程中，氧化鈣分子與水分子結合形成氫氧化鈣分子的同時，會釋放出大量的化學能，這些能量以熱能的形式散發(fā)出來。這是發(fā)熱包短時間內(nèi)產(chǎn)生高溫的主要熱源。
2. 輔助反應：金屬氧化反應（常見于復合發(fā)熱包）
* 為了調(diào)節(jié)反應速度、延長發(fā)熱時間或提高溫度，許多現(xiàn)代發(fā)熱包（尤其是自熱食品用的）會添加其他成分，常見的是鐵粉（Fe）。
* 鐵粉在有水和電解質(zhì)（如氯化鈉 - ） 存在的情況下，會發(fā)生氧化反應（生銹）：
* 陽反應： Fe → Fe2? + 2e?
* 陰反應： O? + 2H?O + 4e? → 4OH? （需要氧氣參與）
* 總反應： 4Fe + 3O? + 6H?O → 4Fe(OH)? + 熱量
* 這個氧化反應也是一個放熱反應，雖然單位質(zhì)量放熱不如生石灰水合反應劇烈，但反應速度相對可控，可以與生石灰反應配合，提供更持久或更穩(wěn)定的熱量。鹽的作用是作為電解質(zhì)，加速電化學腐蝕過程（即生銹反應）。
* 有時也可能加入少量（Al），其氧化反應（4Al + 3O? → 2Al?O?）同樣劇烈放熱，但成本較高或反應過于劇烈，使用不如鐵粉普遍。
3. 設計與控制：
* 隔離水包： 生石灰必須嚴格防水保存，所以發(fā)熱包內(nèi)通常有一個獨立的小水包（或使用時才加水）。
* 透氣無紡布外包裝： 發(fā)熱包外層采用特殊無紡布，既能防止內(nèi)容物粉末漏出，又能讓反應產(chǎn)生的水蒸氣順利排出，同時允許空氣（氧氣）進入以支持鐵粉的氧化反應。
* 溫度控制： 通過控制生石灰、鐵粉、水、鹽的比例以及包裝的透氣性，可以調(diào)控反應的劇烈程度和溫度（通?？蛇_90℃以上，足以加熱食物或產(chǎn)生蒸汽）。
總結：
發(fā)熱包的熱量主要來源于成分生石灰（CaO） 遇水發(fā)生強放熱的水合反應（生成熟石灰Ca(OH)?）。在許多設計中，還會添加鐵粉（Fe） 和（NaCl），利用鐵在有水和電解質(zhì)存在下的氧化反應（生銹）作為輔助或持續(xù)熱源。這些化學反應將儲存的化學能直接轉(zhuǎn)化為熱能，無需外部電源或明火，是一種便捷的一次性供熱方式。使用時務必注意安全，避免和蒸汽灼傷。
