食品加热包（常见于自热米饭、自热火锅等）的原理是利用生石灰（氧化钙）与水发生的剧烈放热化学反应来提供热量。以下是详细解析：
1. 成分：生石灰（氧化钙 - CaO）
* 加热包内的活性物质是生石灰粉末。这是一种化学性质非常活泼的物质。
* 生石灰具有极强的吸水性，当它与水接触时，会发生剧烈的化学反应：CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + 热量。
* 这个反应是高度放热的，能在短时间内释放出大量的热能。1公斤生石灰与水完全反应，理论上可释放出约1160千焦的热量，足以将反应体系加热到90℃以上甚至更高。
2. 辅助成分：增强与维持效果
* ： 许多加热包中还添加了。本身与水反应（2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂↑ + 热量）也能放热，但反应在常温下较慢。关键在于，生石灰与水反应生成的氢氧化钙（Ca(OH)₂）使环境呈强碱性，这大大加速了与水的反应。的加入能提供更持久、更均匀的加热效果，弥补生石灰反应初期剧烈但可能后劲不足的问题。
* 碳酸氢钠（小苏打）或铁粉等： 有时少量添加，可能用于调节反应速率、产生气体（如CO₂）促进热传递或作为辅助热源。
* 硅藻土、活性炭等： 作为填料或吸水剂，帮助均匀分散反应物，吸收多余水分，稳定反应过程。
* 缓蚀剂： 防止在储存过程中缓慢氧化失效。
3. 结构与触发：
* 这些粉末状混合物被密封在一个透气无纺布袋内。这种材料允许水蒸气自由进出，但能有效阻止粉末泄漏污染食物。
* 使用时，将加热包放入自热食品外盒底层的隔间，然后加入适量的冷水（通常是包装标注的量，非常关键）。冷水通过无纺布渗透到粉末内部。
4. 加热过程：
* 冷水接触生石灰粉末，立刻触发CaO + H₂O → Ca(OH)₂ 的剧烈放热反应，温度迅速飙升。
* 生成的强碱性环境（Ca(OH)₂溶液），开始与水发生 2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂↑ 的反应，持续释放热量并产生少量氢气（通常无危险，但需通风）。
* 两种反应的巨大热量将加入的冷水迅速加热至沸腾，产生大量高温水蒸气。
* 高温水蒸气和热水通过上层食品容器的底部或侧壁，将热量地传递给上层的食物（米饭、菜肴、汤底等），使其在10-15分钟内被充分加热。
5. 关键特点与注意事项：
* 无需外部能源： 仅需冷水即可触发化学反应产热。
* 快速： 能在短时间内达到高温（通常90-100℃）。
* 安全警告：
* 必须加冷水！ 加热水会瞬间引发剧烈沸腾，可能导致蒸汽或热水喷溅。
* 切勿破损加热包！ 粉末（尤其是强碱性的Ca(OH)₂）接触皮肤或眼睛会造成严重腐蚀性灼伤。反应后溶液也具强碱性，不可饮用或接触。
* 注意通风： 反应会产生少量氢气，避免在密闭空间使用。
* 避免儿童接触： 加热包本身及其反应产物均有危险性。
总结来说，食品加热包的是利用生石灰遇水剧烈放热这一化学反应作为主要热源，辅以在碱性环境下反应提供持续加热，通过无纺布包控制反应物接触和水蒸气传递，终将产生的巨大热量地用于加热上层食物，实现便捷的“自热”功能。其便捷性背后是强烈的化学反应，使用时必须严格遵守安全规范。
