webdonsk.ruХимическая грелка своими руками
Добавил пользователь Дмитрий К. Обновлено: 09.09.2024
О том, что согревающие устройства особенно важны в экстремальных условиях при угрозе переохлаждения и обморожения, знают все. Но в морозное зимнее время года вряд ли кто ходят в походы, а вот весной, летом и осенью отдыхая в оздоровительных лагерях, иногда приходится оставаться на ночь. Игры, сидение у костра, пение песен под гитару – это, конечно, здорово и тепло. А вот ночью в палатке холодно, особенно под утро.
Постановка и формулировка проблемы:
В походе, на рыбалке или просто на отдыхе - особенно в непогоду часто возникает нужда в обыкновенной грелке. Конечно, неплоха и обычная резиновая, но у нее есть один существенный недостаток: очень уж медленно греется для нее на костре вода.
Разработанность проблемы.
На сегодняшний день химической промышленностью разработаны различные виды портативных химических грелок, но многие из них недоступны по цене.
Цель исследования:
Изготовление дешевой химической грелки своими руками.
Основными задачами исследования являются:
- Изучить и проанализировать теоретический материал об экзотермических реакциях.
- Узнать про разные способы согревания при замерзании.
- Подобрать подходящие реактивы и емкость для проведения опытов.
- Изготовить самую эффективную, безопасную и дешевую самодельную грелку.
- Испытать действие химической грелки в холодное зимнее время года.
Для выполнения поставленных задач использованы методы исследования:
1. Метод обзора источников информации – специальная литература, интернет-ресурсы.
Методы и методики решения основных задач.
Обзор источников информации. Изготовление мини-грелки согласно методике, изложенной в практической части, испытание работы грелки на улице в морозных условиях.
Предполагаемая новизна:
Изготовленную химическую грелку можно будет использовать в зимнее время года, в походе, на рыбалке, чтобы согреться.
Этапы работы:
1. Теоретическая часть: поиск литературы по вопросу исследования.
2. Экспериментальная часть: опыты, которые можно использовать для производства грелки: измерение температуры; определение времени течения реакции, подбор, наиболее подходящих реактивов для грелки.
3. Практическая часть: изготовление грелки.
4. Подготовка материалов исследования и презентации.
Посуда и оборудование:
1) Химический стакан на 250 мл
2) Палочки для перемешивания
3)Лопаточка для сыпучих солей
В походе, на рыбалке и просто при вылазке на природу в непогоду часто возникает необходимость в обыкновенной грелке. Можно взять с собой резиновую грелку и термос кипятка или же котелок и немного воды, но кипяток в термосе – не вечен, да и лучше его применить для принятия внутрь, а кипятить воду в котелке – долго и муторно.
Нам на помощь может прийти химическая грелка, которую мы и попытаемся сделать сами. Вы скажите – это сложно и затратно, уверяю вас – нам понадобятся самые обычные реактивы.
Для начала проведем несложный опыт. Пойдём на кухню и возьмём пачку поваренной соли, достаточно будет всего 20 грамм (2 чайных ложки). Далее ищем либо в кладовке либо в хозяйственном магазине немного медного купороса… Его понадобится 40 грамм (почти 3 чайных ложки). Нам понадобятся еще древесные опилки и кусок алюминиевой проволоки. Ну вот, все готово. Разотрём в ступке купорос и соль так, чтобы величина кристаллов не превышала 1мм. В полученную смесь добавим 30 г (5 столовых ложек) древесных опилок и тщательно перемешаем. Кусок проволоки согнём спиралью или змейкой, вложим в банку из-под майонеза. Туда же засыпаем подготовленную смесь так, чтобы уровень засыпки был на 10 -15 мм ниже горлышка банки. Всё – самодельная грелка у нас в руках. Чтобы привести ее в действие, достаточно влить в банку 50 мл (четверть стакана) воды. Спустя 3-4 минуты температура грелки поднимется до 50-60° С.
Вы спросите откуда здесь тепло – все просто – обратимся к уравнению реакции:
В результате взаимодействия медного купороса с поваренной солью образуется сульфат натрия и хлорная медь. Именно она нас интересует. Если вычислить тепловой баланс реакции, то окажется, что при образовании одной грамм-молекулы хлорной меди выделяется 4700 калорий тепла. Плюс теплота растворения в исходных образующихся препаратов -24999 калорий. Итого: примерно 29600 калорий.
После образования хлорная медь вступает во взаимодействие с алюминиевой проволокой:
При этом выделяется (также в пересчете на 1 г-моль хлорной меди) примерно 84000 калорий.
Как видите, в результате процесса суммарное количество выделяющегося тепла превышает 100000 калорий на каждую грамм-молекулу вещества. Так что никакой ошибки или обмана нет.
А что же опилки? Не принимая никакого участия в химических реакциях, они в то же время играют очень важную роль. Отлично впитывая в себя воду, опилки замедляют течение реакций, растягивают работу грелки по времени. К тому же древесина обладает достаточно низкой теплопроводностью: она аккумулирует выделяющееся тепло и затем постоянно отдает его. В плотно закрытой посуде тепло сохраняется, по меньшей мере, два часа.
Грелка из стекла – не сильно удобна и функциональна, так что лучше взять какой либо другой – не бьющийся сосуд.
В походе, на рыбалке, особенно в непогоду часто возникает нужда в обыкновенной грелке. Конечно, неплоха и обычная резиновая, но у нее есть один существенный недостаток: очень уж медленно греется для нее на костре вода. Попробуем сделать химическую грелку. Для этого нам понадобятся самые обычные реактивы.
В походе, на рыбалке, особенно в непогоду часто возникает нужда обыкновенной грелке. Конечно, неплоха и обычная резиновая, но у нее есть один существенный недостаток: очень уж медленно греется для нее на костре вода.
Попробуем сделать химическую грелку. Для этого нам понадобятся самые обычные реактивы.
Для начала проведем несложный опыт. Пойдите на кухню и возьмите пачку поваренной соли. Впрочем, пачка не понадобится. Достаточно будет 20 г (2 чайных ложки). Затем загляните в шкафчик, где хранятся всевозможные хозяйственные препараты и материалы. Наверняка там сохранилось после ремонта квартиры немного медного купороса. Его понадобится 40 г (3 чайных ложки). Древесные опилки и кусок алюминиевой проволоки, надо полагать, тоже найдутся. Если так, все готово. Разотрите в ступке купорос и соль так, чтобы величина кристаллов не превышала 1мм (разумеется, на глаз). В полученную смесь добавьте 30 г (5 столовых ложек) древесных опилок и тщательно перемешайте. Кусок проволоки согните спиралью или змейкой, вложите в банку из-под майонеза. Туда же засыпьте подготовленную смесь так, чтобы уровень засыпки был на 1-1.5 см ниже горлышка банки. Грелка у вас в руках. Чтобы привести ее в действие, достаточно влить в банку 50 мл (четверть стакана) воды. Спустя 3-4 минуты температура грелки поднимется до 50-60° С.
Откуда берется в банке тепло, и какую роль играет каждый из компонентов? Обратимся к уравнению реакции:
В результате взаимодействия медного купороса с поваренной солью образуется сульфат натрия и хлорная медь. Именно она нас интересует. Если вычислить тепловой баланс реакции, то окажется, что при образовании одной грамм-молекулы хлорной меди выделяется 4700 калорий тепла. Плюс теплота растворения в исходных образующихся препаратов — 24999 калорий. Итого: примерно 29600 калорий.
Тотчас же после образования хлорная медь вступает во взаимодействие с алюминиевой проволокой:
При этом выделяется (также в пересчете на 1 г-моль хлорной меди) примерно 84000 калорий.
Как видите, в результате процесса суммарное количество выделяющегося тепла превышает 100000 калорий на каждую грамм-молекулу вещества. Так что никакой ошибки или обмана нет: грелка самая настоящая.
А что же опилки? Не принимая никакого участия в химических реакциях, они в то же время играют очень важную роль. Жадно впитывая в себя воду, опилки замедляют течение реакций, растягивают работу грелки во времени. К тому же древесина обладает достаточно низкой теплопроводностью: она как бы аккумулирует выделяющееся тепло и затем постоянно отдает его. В плотно закрытой посуде тепло сохраняется, по меньшей мере, два часа.
И последнее замечание: банка, конечно, не лучший сосуд для грелки. Она понадобилась нам только для демонстрации. Так что сами подумайте над формой и материалом для резервуара, в который поместить греющую смесь.
№ слайда 1
Самодельная грелка ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА ПО ХИМИИ
№ слайда 2
ГБОУ СОШ № 1981 Работу выполнили ученики 8 класса : Сприн АндрейСытькова Анастасия Руководитель работы: учитель химии Куприянова Ольга Валерьевна
№ слайда 3
Куприянова Ольга Валерьевна Когда мы отдыхали в летнем оздоровительном лагере, то очень часто ходили в походы. Иногда приходилось оставаться на ночь. Игры, сидение у костра, пение песен под гитару – это, конечно, здорово. А вот ночью в палатке холодно, особенно под утро. Проблема В походе - особенно в непогоду часто возникает нужда в обыкновенной грелке. Конечно, неплоха и обычная резиновая, но у нее есть один существенный недостаток: очень уж медленно греется для нее на костре вода. Рабочая гипотеза Попробуем сделать химическую грелку, которая потребует минимум места в рюкзаке. Для этого будем использовать реактивы, которые не причинят вреда здоровью, если просыплются.
№ слайда 4
Цель: Изготовить химическую грелку своими руками. - изучить литературу про экзотермические реакции;- узнать про разные способы согревания при замерзании;- найти подходящие реактивы и посуду, для выполнения опытов;- изготовить самодельную грелку;- испытать действие химической грелки на улице в зимнюю погоду; Грелку, которую мы изготовим, можно будет использовать в походе, чтобы согреться.
№ слайда 5
Объектом нашего изучения является химическая грелка или вещества, входящие в ее состав. Объект изучения Предметом нашего изучения являются химические реакции, которые сопровождаются выделением большого количества тепла. Форма предоставления результатов: 1. Фотоотчет.2. Самодельная химическая грелка.3. Материалы исследовательской работы.4. Презентация по теме исследования.5. Подготовка постера по теме исследования.
№ слайда 6
Этапы работы: 1. Теоретическая часть: поиск литературы по вопросу исследования.2. Экспериментальная часть: опыты, которые можно использовать для производства грелки: измерение температуры; определение времени течения реакции, подбор, наиболее подходящих реактивов, для грелки.3. Практическая часть: изготовление грелки.4. Подготовка материалов исследования и презентации.5. Выступление на школьной ЯРМАРКЕ ИДЕЙ. Оборудование и реактивы: две жестяные банки из-под сгущенного молока, таблетка сухого спирта, медный купорос, поваренная соль, древесные опилки, кусок алюминиевой проволоки, кусок медной проволоки, пластинка цинка, железный гвоздь, полиэтиленовая бутылка на 1; 1,5; 2 литра, дистиллированная вода, резиновая грелка, полиэтиленовые пакеты.
№ слайда 7
№ слайда 8
№ слайда 9
ОТКУДА В БАНКЕ ТЕПЛО CuS04+2NaCl => Na2SO4+CuCl2 CuSO4 + 4NaCl Na2[CuCl4] + Na2SO4 При образовании одной грамм-молекулы хлорида меди (II) выделяется 4700 калорий тепла. Плюс теплота растворения исходных и образующихся продуктов — 24 999 калорий. Итого; примерно 29 600 калорий.
№ слайда 10
Алюминий не реагирует с раствором сульфата меди, поскольку его поверхность защищена прочной оксидной пленкой. Хлорид - ионы способствуют разрушению этой оксидной пленки, в результате чего алюминий начинает одновременно взаимодействовать с катионами меди и молекулами воды: 2Al + 6H2O => 2Al(OH)3 + 3H2 3Cu + 2Al => 3Cu + 2Al
№ слайда 11
Тотчас же после образования, хлорид меди (II) вступает во взаимодействие с алюминиевой проволокой: 2Al+3CuCl2 => 2AlCl3+3Cu При этом выделяется (также в пересчете на 1 г-моль хлорной меди) примерно 84 000 калорий.Как видите, в результате процесса суммарное количество выделяющегося тепла превышает 100 000 калорий на каждую грамм-молекулу вещества. Так что никакой ошибки или обмана нет: грелка самая настоящая!
№ слайда 12
Роль опилок А что же опилки? Не принимая никакого участия в химических реакциях, они в то же время играют очень важную роль. Жадно впитывая в себя воду, опилки замедляют течение реакций, растягивают работу грелки во времени. К тому же древесина обладает достаточно низкой теплопроводностью: она как бы аккумулирует выделяющееся тепло и затем постепенно отдает его. В плотно закрытой посуде тепло сохраняется по меньшей мере два часа.
№ слайда 13
Как можно согреться в походе? Солевая грелка — очень интересная вещь. Небольшая грелка, которая бывает разных размеров и форм, содержит внутри солевой раствор в жидком виде. Но если нажать на капсулу-активатор, находящуюся внутри (это также может быть палочка, которую необходимо перегнуть), солевой раствор начинает быстро кристаллизоваться. При этом выделяется достаточно много тепла — грелка разогревается до 54 градусов по Цельсию, и способна сохранять тепло до 4 часов. Спиртовая грелка для рук. Для этого потребуется всего лишь две жестяные банки из-под сгущенного молока. Удалите у банки верхнюю крышку, у нижней закатки сделайте отверстия по всей окружности — они нужны для доступа воздуха, а у верхней закатки два отверстия для подвески банки. Из второй жестянки вырежьте таганок с тремя ножками высотой 20—25 мм и в центре его — до десятка отверстий (предварительно выдавите углубление). Таганок установите в первой жестянке. Подвесьте готовую грелку на ветку или поставьте на свой ящик, зажгите таблетку сухого спирта и положите ее на таганок; она будет гореть ровным пламенем даже на ветру
№ слайда 14
Самый элементарный способ согреться – это двигаться. Пока человек двигается, он выделяет тепло, а следовательно – мерзнуть не будет. Переодеться в сухую одежду и достать теплые вещи – штаны, пуховую куртку, утепленные сапоги и тому подобное. И после этого не сидеть и ждать тепла, а начать обустраивать лагерь и готовить ужин и горячий чай. Можно использовать дополнительные обогреватели – скажем, сейчас в продаже появились специальные каталитические грелки, работающие на бензине для зажигалок – они дают тепло в течение нескольких часов – и ими можно согреть замерзшие руки, ноги или просто положить в карман на груди. Налить горячей воды в пластиковую бутылку. Палатки ставят на место где предварительно долго жгут костер, так земля прогревается а чтобы тепло не ушло нужно это место еще и лапником(еловые ветки) застелить. Спать будет очень тепло Согреться разогретыми в костре или у костра камнями.
№ слайда 15
№ слайда 16
Читайте также: