پرسش

با سلام و عرض ادب. سوالی از خدمت شما داشتم. مد نظر واکنش گرمازایی است که دمای بالایی را ایجاد نمایدولی این واکنش تولید شعله ننماید. همچنین مواد اولیه گران قیمت نباشد. دمایی در حدود 200 درجه سانتی گراد یا بیشتر ایجاد کند. اگر این واکنش را به بنده معرفی نمایید بسیار سپاسگزار خواهم شد.

پاسخ

به نام خدا و با سلام

اغلب ورزشكاران برای درمان آسیب‌دیدگیهای خود از بسته‌هایی استفاده می‌كنند كه فوری سرما یا گرما تولید می‌كنند. طرز كار این بسته‌ها كه از جمله‌ی وسایل كمك‌های اولیه هستند، بر پایه‌ی مفهوم گرمای انحلال استوار است. این بسته‌ها از یك كیسه‌ی پلاستیكی تشكیل شده‌اند كه درون آن، یك بسته‌ی كوچك آب و یك ماده‌ی شیمیایی به صورت گرد وجود دارد. ضربه زدن به كیسه‌ی پلاستیكی موجب می‌شود كه بسته‌ی كوچك آب پاره شده، ماده‌ی شیمیایی در آن حل شود. اگر انحلال ماده‌ی شیمیایی در آب گرماده باشد، دمای بسته افزایش می‌یابد و اگر این انحلال گرماگیر باشد، دمای بسته كاهش می‌یابد.
از سدیم استات، كلسیم كلرید یا منیزیم سولفات معمولا" در بسته‌های تولید كننده‌ی گرما و از آمونیوم نیترات معمولا" در بسته‌های تولید كننده‌ی سرما استفاده می‌كنند. فرآیند انحلالی كه در هر مورد رخ می‌دهد، به صورت زیر می باشد:

كیلوژول8/82 – = گرمای انحلال CaCl2 + H2O --> Ca(OH)2 + HCl
كیلوژول 2/26= گرمای انحلال NH4NO3 + H2O--> NH4(OH) + HNO3

آزمایش‌ها نشان می‌دهد كه افزودن 40 گرم كلسیم كلرید به 100 میلی‌لیتر آب 20 درجه سانتیگراد، دمای آب را 90 درجه سانتیگراد افزایش می‌دهد. از سوی دیگر، انحلال 30 گرم آمونیوم نیترات در 100 میلی‌لیتر آب 20 درجه سانتیگراد، سبب كاهش دمای آب از بیست به صفر درجه سانتیگراد می‌‌گردد. بسته‌های تولید كننده‌ی سرما یا گرما، در حدود 20 دقیقه كار می‌كند.

واکنش کک ( کربن ) با اکسیژن بسیار گرمازا است که البته این واکنش با تولید شعله همراه است. از این واکنش در ایجاد گرما در کوره ها استفاده می شود. بیشتر کوره‌های احتراقی که عملیات گداختن و تصفیه کانی آهن و تولید آهن در آنها انجام می‌گیرد نیاز به دماهای بسیار بالا برای انجام واکنش دارند. در عملیات ذوب سنگ آهن ، سنگ آهن را با کک و سنگ آهک در کوره قرار داده و جریانی از هوای داغ را به درون کوره هدایت می‌کنند. واکنش کک ( کربن ) با اکسیژن بسیار گرمازا است. بنابراین این کوره‌ها را از اکسیژن غنی می‌کنند. کک در اثر گرما هوای داغ با اکسیژن وارد واکنش شده و ایجاد می‌کند که از گرمای فراوان حاصل از این واکنش برای ذوب سنگ آهن استفاده می‌شود.
انحلال گازها در مایعات نیز با تولید گرما همراه می باشد. علت گرمازا بودن انحلال گازها در مایعات را می‌توان چنین توجیه نمود كه: مولكولها در حالت گاز آزادی عمل زیادی دارند، درنتیجه بسیار فعال بوده و دارای انرژی جنبشی فراوانی هستند. اما وقتی گاز در مایعی حل می‌شود، بالطبع بسیار محصور شده و انرژی جنبشی آن كاهش می‌یابد. بر طبق اصل پایستگی انرژی، این كاهش انرژی جنبشی از بین نمی‌رود و باید به یك انرژی دیگر تبدیل شود. انرژی جنبشی كاسته شده به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود.
انحلال سدیم استات، كلسیم كلرید یا منیزیم سولفات در آب گرماده می باشد.

پیروز و سربلند باشید.