2008年年初,我國南方遇到了百年不遇的大雪災,我坐在溫暖舒適的家中,一個又一個觸目驚心的受災場面使我目瞪口呆。而后,看到四面八方的人們都向災區伸出的援助之手,我不禁熱淚盈眶。
情緒穩定以后,我又陷入沉思,被困在冰雪中多日的人們盼來的是礦泉水和餅干,這些都是涼的。當時的人們多么渴望一杯熱開水和一口熱飯啊!可是在冰天雪地里,沒有爐具怎么能生火做飯呢?
一、提出問題:
能否設計一種不需要燃料,就能自動生熱取暖的設備,而且不會造成對環境的破壞?
二、提出設想:
在老師的指點下,我想到了在科技活動時看到的一個現象:
把含有生石灰(氧化鈣)的干燥劑,倒入一個水杯中,很快,水杯中的水變熱了,水杯也熱得燙手。
當時,指導老師就講過:氧化鈣溶解于水中時會釋放出大量的熱,在氧化鈣足夠多時,釋放出的熱足以使水沸騰。
于是我想到,既然氧化鈣有這個特點,為什么不加以充分利用,讓它為災區人民送去溫暖呢?
三、設想的可行性分析:
首先,這個設想的原理是氧化鈣溶解于水中時會釋放出大量的熱,這是一個并不高難的化學現象。
其次,氧化鈣又叫生石灰,是一種應用很廣泛、價格很低廉的工業原料。
還有一點很重要:氧化鈣溶解于水生成氫氧化鈣,而氫氧化鈣很快又能與空氣中的二氧化碳反應,生成碳酸鈣,碳酸鈣是自然界中較為普遍的無機鹽,沒有污染。
因此,如果實施這個設想,從結果上來說是不會對環境造成任何危害的。
四、設計方案:
1.設計一個簡易裝置:
里、外應是能導熱的材料,而且不昂貴,我選擇了橡膠,它既能傳導熱,而且可塑性好。
在里面有兩個包,分別盛有生石灰和水,平時二者是完全分開的,需要時,二者一混合,就可以產熱了。可是事先分好的生石灰和水怎么才能一下子就混合在一起了呢?
如果讓人分別把這兩個包里的物品先后倒進裝置里,會很容易倒撒出來,反倒增添了不便。
我便作出以下的設想:
采用一次成型技術做成相連的兩個包,中間是經過預先壓印好的拉條。平時,拉條起到間隔的作用,兩個包分別放人生石灰和水,密封好。外面罩上橡膠制的外囊,當需要取暖時,打開外囊,把拉條拉下來,生石灰和水便混在一起,由于有外囊的保護,生石灰和水不會與人接觸。當里面氧化鈣溶解于水中釋放出熱來時,人們便可以抱著它取暖了,也可以用來加熱食物和飲水。
2.試驗制做:
我用橡膠熱水袋當做外囊,由于能力所限,沒有做出拉條裝置,僅實驗了兩個包分別放人生石灰和水,然后把它們同時倒入囊中,很快熱水袋就熱得燙手。
我再在戶外做了相同的實驗,當時戶外的溫度是零下17度,這個裝置維持燙手的狀態長達15分鐘,在30分鐘后還維持在溫暖狀態。我想這時間雖然不長,但在冰天雪地中取暖和熱食物和水的話,應該夠了。
當然,如果生石灰和水的數量足夠的話,應該還能維持更長時間的供熱。
五、方案總結:
我設計的這個救災、應急取暖包雖然受我個人能力限制,沒有全部在實踐中加以驗證,但僅通過我驗證過的部分看,用于救災、應急時的取暖是可行的,而且既經濟又環保。
另外,普通人家也可以自己制造:在很多小食品中都有成包的干燥劑,主要成份就是生石灰,只要準備一個橡膠的暖水袋,把干燥劑倒入里面,再倒入水,封好口,一個自制的戶外應急取暖包就制成了。
這個方法還解決了日常生活當中小食品中的干燥劑的處理問題,一舉兩得。
如果將它裝在如下這種暖手袋中,不但美觀,而且效果會更好!
愿我的這項設計,能給所有處在冰天雪地里的人們送去一絲溫暖!
(指導老師:陳希勇)