wie funktionieren diese Thermohandwärmer, in denen ein knickbares Metallstück ist (Siehe Detail)?

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4 Antworten

Das ist eine Natriumacetat-Lösung. (Essigsaures Natron; das Natrium aus Kochsalz und Natron, und Essigsäure.)

Natriumacetat löst sich in warmem Wasser sehr viel besser als in kaltem. In dem Beutel ist so viel Natriumacetat, dass es sich bei höheren Temperaturen vollständig löst. Deshalb kann man den Beutelinhalt im Wasserbad flüssig machen.

Wenn die Lösung abkühlt, müsste eigentlich Natriumacetat "auskristallisieren", wie Alaun in abkühlender Alaunlösung, oder Salz aus einer Salzlösung, wo das Wasser verdunstet.

Natriumacetat hat noch eine weitere Eigenschaft, die es für diesen Zweck brauchbar macht: Es bleibt gerne noch gelöst, auch wenn es eigentlich längst auskristallisieren sollte. Das ist ähnlich wie mit einem Bauklotz, den man aufrecht stellt, den muss man auch anstoßen oder ankippen, damit er umkippt. Je kürzer und dicker der Bauklotz, desto fester muss man stoßen oder schieben. Und Natriumacetat ist ein ziemlich dicker Bauklotz - aber nicht so dick, dass man ihn nicht doch umkippen könnte.

Wir haben sehr viele solche Natriumacetat-Bauklötze im Beutel. und wie aufgestellte Bauklötze können auch die Natriumacetat-Teilchen "umkippen", wenn ein benachbartes Teilchen "umkippt". Wenn sich also irgendwo ein Salzkristall gebildet hat, gibt es einen dreidimensionalen "Dominoeffekt", wodurch ziemlich schnell das meiste Natriumacetat im Beutel fest wird.

Der "Knackfrosch" im Beutel stößt das Natriumacetat an, und dadurch können sich die ersten Natriumacetat-Kristalle bilden. Das Knacken ist so was, als wenn man die Bauklötze auf eine Tischdecke stellt und ein kleines Stück der Tischdecke nimmt und daran wackelt.

Sobald man mit dem "Knackfrosch" den ersten winzigen Salzkristall erzeugt hat, läuft der Dominoeffekt ab.

(Aber es können auch "spontan" Salzkristalle entstehen - die Wärmebewegung wackelt ja immer an allem. Schneller geht es, wenn man den Beutel in der Tasche trägt und versehentlich irgendwo gegen stößt. Das ist mir mal passiert. Man kann auch absichtlich gegen den Beutel klopfen, das geht aber nicht so gut wie mit dem Knackfrosch da drin, und der Beutel geht ziemlich schnell kaputt. Ist mir auch schon mal passiert. Glücklicherweise ist Natriumacetat nicht giftig.)

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in diesen wärmern ist eine übersättigte Natriumacetat lösung drin. Es ist also ein Salz da drin gelößt. Und zwar mehr als eigentlich möglich ist. Wenn man jetzt an den metallplätchen knickt, dan gibt das einen empuls, der dafür sorgt, das das überschüssige salz ausfällt. das ist ein Vorgang bei dem Wärme entsteht.

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Die Wassermoleküle sind in ständiger Bewegung. Das heißt sie besitzen Bewegungsenergie. Gefriert man das Gel werden die Moleküle immer langsamer und geben ihre Energie ab. Diese heizt.

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Kommentar von VeraVerena
02.12.2015, 09:19

Und jetzt nochmal umgedeutscht für Kinder ;D

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