Diễn đàn Thế Giới Hoá Học - View Single Post - Cần xác minh lại: chất mà bỏ vào nước có thể làm nóng nước mà vẫn uống được

Agate · 03-14-2010

Thực ra đây là một vấn đề khá thú vị, trong lĩnh vực quân sự chẳng hạn, việc sử dụng một loại vật liệu có khả năng làm nóng nước cho các khẩu phần ăn dã chiến sẽ giúp ích rất nhiều cho tính cơ động (nhanh gọn) và bí mật (tránh củi lửa) của các đơn vị khi hành quân. Theo mình được biết quân đội các nước đều có ý định phát triển công nghệ này, tuy nhiên đây là nguồn đề tài mà ta rất khó để tiếp cận.

Việc thương mại hóa sản phẩm này cũng rất hữu ích, trong những chuyến đi xa, ta không phải lỉnh kỉnh mang theo đồ dùng mà vẫn dễ dàng có được một cốc caffe nóng hay mì nóng chẳng hạn.

Về nhiệt động học thì quá trình hòa tan bao gồm quá trình chuyển pha và quá trình solvat hóa. Quá trình chuyển pha deltaH>0 và solvat hóa deltaH<0. Một chất khi hòa tan có khả năng làm nóng môi trường thì nhiệt quá trình solvat hóa phải ưu thế hơn.
Do đó nếu có một loại vật liệu chỉ có khả năng hidrat hóa thật tốt nhưng không có khả năng tan trong nước thì vật liệu này sẽ làm nóng nước mà lại không ảnh hưởng gì tới thành phần của nước cả (uống đc). Đấy là lý thuyết, thực tế mình chả thấy thằng nào đáp ứng đc điều đấy cả.

Cách đơn giản hơn là chất đó làm nóng nước, nước đó làm nóng túi nước hoặc đồ ăn đặt trong nó.

Đối với khẩu phần nước uống, yêu cầu về nhiệt lượng thấp, nhiệt lượng duy trì ngắn. Chất dùng làm nóng mình nghĩ nên dùng CaCl2(khan). Ban cần tính toán sao cho lượng chất và lượng nước là hợp lý nhất. Bạn có thể nâng nhiệt độ của nước lên khoảng 90oC hoàn toàn đáp ứng việc làm nóng nước uống, caffe, tea...

Đối với khẩu phần thức ăn, nhiệt lượng yêu cầu lớn hơn, khả năng duy trì nhiệt lâu (tầm 10-20p). Một giải pháp (giới thiệu để tham khảo thôi nhé) là sử dụng phản ứng của Mg, Al, (hay hợp kim abc xyz gì đó của chúng với kim loại kiềm cho máu) với nước. Hỗn hợp phản ứng bao gồm thành phần chính Mg(bột), Fe(bột), NaCl(bột). Để phản ứng xảy ra tốt hơn nên thêm vào NH4Cl để hòa tan Mg(OH)2 sinh ra. Và nên đưa vào hỗn hợp chính một chất có khả năng làm tăng nhanh nhiệt độ nước lên 60-70oC để kích phản ứng chính. Khi hỗn hợp này vào nước (lượng vừa đủ thôi) nó sẽ giữ ổn định nhiệt độ ở tầm khoảng 80-90oC trong một thời gian khá dài (~20p). Nhược điểm phản ứng này là sẽ sinh khí.

Có rất nhiều chất và phản ứng hóa học đáp ứng đc yêu cầu của bạn, nhưng để giải quyết đc một vấn đề thực tế sẽ không đơn giản (gia giảm liều lượng phù hợp, thêm bớt phụ gia, bảo quản sản phẩm, vấn đề môi trường, giá thành và nguồn cung cấp nguyên liệu...). Vì vậy bạn phải am hiểu về hóa học và phải làm nhiều thực nghiệm mới đi đến đc công nghệ.

03-14-2010	Mã bài: 55318 #8
Agate Thành viên ChemVN Tham gia ngày: Oct 2008 Tuổi: 38 Posts: 22 Thanks: 2 Thanked 21 Times in 12 Posts Groans: 0 Groaned at 0 Times in 0 Posts Rep Power: 0	Thực ra đây là một vấn đề khá thú vị, trong lĩnh vực quân sự chẳng hạn, việc sử dụng một loại vật liệu có khả năng làm nóng nước cho các khẩu phần ăn dã chiến sẽ giúp ích rất nhiều cho tính cơ động (nhanh gọn) và bí mật (tránh củi lửa) của các đơn vị khi hành quân. Theo mình được biết quân đội các nước đều có ý định phát triển công nghệ này, tuy nhiên đây là nguồn đề tài mà ta rất khó để tiếp cận. Việc thương mại hóa sản phẩm này cũng rất hữu ích, trong những chuyến đi xa, ta không phải lỉnh kỉnh mang theo đồ dùng mà vẫn dễ dàng có được một cốc caffe nóng hay mì nóng chẳng hạn. Về nhiệt động học thì quá trình hòa tan bao gồm quá trình chuyển pha và quá trình solvat hóa. Quá trình chuyển pha deltaH>0 và solvat hóa deltaH<0. Một chất khi hòa tan có khả năng làm nóng môi trường thì nhiệt quá trình solvat hóa phải ưu thế hơn. Do đó nếu có một loại vật liệu chỉ có khả năng hidrat hóa thật tốt nhưng không có khả năng tan trong nước thì vật liệu này sẽ làm nóng nước mà lại không ảnh hưởng gì tới thành phần của nước cả (uống đc). Đấy là lý thuyết, thực tế mình chả thấy thằng nào đáp ứng đc điều đấy cả. Cách đơn giản hơn là chất đó làm nóng nước, nước đó làm nóng túi nước hoặc đồ ăn đặt trong nó. Đối với khẩu phần nước uống, yêu cầu về nhiệt lượng thấp, nhiệt lượng duy trì ngắn. Chất dùng làm nóng mình nghĩ nên dùng CaCl2(khan). Ban cần tính toán sao cho lượng chất và lượng nước là hợp lý nhất. Bạn có thể nâng nhiệt độ của nước lên khoảng 90oC hoàn toàn đáp ứng việc làm nóng nước uống, caffe, tea... Đối với khẩu phần thức ăn, nhiệt lượng yêu cầu lớn hơn, khả năng duy trì nhiệt lâu (tầm 10-20p). Một giải pháp (giới thiệu để tham khảo thôi nhé) là sử dụng phản ứng của Mg, Al, (hay hợp kim abc xyz gì đó của chúng với kim loại kiềm cho máu) với nước. Hỗn hợp phản ứng bao gồm thành phần chính Mg(bột), Fe(bột), NaCl(bột). Để phản ứng xảy ra tốt hơn nên thêm vào NH4Cl để hòa tan Mg(OH)2 sinh ra. Và nên đưa vào hỗn hợp chính một chất có khả năng làm tăng nhanh nhiệt độ nước lên 60-70oC để kích phản ứng chính. Khi hỗn hợp này vào nước (lượng vừa đủ thôi) nó sẽ giữ ổn định nhiệt độ ở tầm khoảng 80-90oC trong một thời gian khá dài (~20p). Nhược điểm phản ứng này là sẽ sinh khí. Có rất nhiều chất và phản ứng hóa học đáp ứng đc yêu cầu của bạn, nhưng để giải quyết đc một vấn đề thực tế sẽ không đơn giản (gia giảm liều lượng phù hợp, thêm bớt phụ gia, bảo quản sản phẩm, vấn đề môi trường, giá thành và nguồn cung cấp nguyên liệu...). Vì vậy bạn phải am hiểu về hóa học và phải làm nhiều thực nghiệm mới đi đến đc công nghệ.