食品發(fā)熱包（常見于自熱火鍋、自熱米飯等）產(chǎn)生熱量的原理是化學(xué)反應(yīng)放熱，其中的反應(yīng)是生石灰（氧化鈣）與水的劇烈化合反應(yīng)。
以下是詳細(xì)說明：
1. 反應(yīng)物：生石灰與水
* 發(fā)熱包內(nèi)的成分是生石灰（化學(xué)式：CaO）。
* 當(dāng)用戶按照說明向發(fā)熱包加入冷水時(shí)，生石灰（CaO）與水（H?O）發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)：
> CaO + H?O → Ca(OH)? + 熱量
* 這個(gè)反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng)，會(huì)釋放出大量的熱量。反應(yīng)生成的產(chǎn)物是熟石灰（氫氧化鈣，Ca(OH)?）。
* 該反應(yīng)本身釋放的熱量非常可觀，理論上能使體系溫度迅速升高到100°C以上，足以將反應(yīng)產(chǎn)生的水汽化，產(chǎn)生大量蒸汽。
2. 輔助成分及其作用：
為了優(yōu)化反應(yīng)過程、控制反應(yīng)速率、提高熱效率或增加安全性，發(fā)熱包中通常還包含其他成分：
* 硅藻土/蛭石/珍珠巖： 這些是多孔性材料，主要作用是吸附水分，防止反應(yīng)初期局部水量過大導(dǎo)致過于劇烈甚至噴濺。它們能均勻分散水分，使反應(yīng)更平穩(wěn)、持久。
* 活性炭： 具有吸附作用，能吸附反應(yīng)過程中可能產(chǎn)生的少量異味氣體（如氫氣），改善使用體驗(yàn)。同時(shí)，其多孔結(jié)構(gòu)也有助于分散反應(yīng)物。
* 鐵粉/： 在堿性環(huán)境下（生石灰反應(yīng)后生成Ca(OH)?，環(huán)境呈強(qiáng)堿性），金屬粉（特別是鐵粉）可以與水發(fā)生氧化反應(yīng)并放熱：
> Fe + 2H?O → Fe(OH)? + H?↑ + 熱量 (堿性條件下)
* 這個(gè)反應(yīng)放熱量雖然不如生石灰反應(yīng)劇烈，但能補(bǔ)充熱量，延長(zhǎng)發(fā)熱時(shí)間，使加熱更充分。產(chǎn)生的氫氣會(huì)被活性炭吸附。
* 碳酸鈉/碳酸氫鈉： 主要作用是調(diào)節(jié)反應(yīng)速率和pH值。它們可以與生成的Ca(OH)?反應(yīng)（復(fù)分解反應(yīng)），生成溶解度更小的碳酸鈣沉淀，這有助于減緩反應(yīng)的速率，避免瞬間過熱，同時(shí)也能消耗部分堿度，略微降低體系的腐蝕性。
* 氯化鈉（）： 有時(shí)添加，主要作用是降低水的冰點(diǎn)（如果使用冷水），并可能作為電解質(zhì)，促進(jìn)金屬粉（如鐵粉）的電化學(xué)腐蝕反應(yīng)（形成微電池），從而輔助放熱。
3. 熱量傳遞與加熱過程：
* 當(dāng)冷水加入發(fā)熱包后，上述化學(xué)反應(yīng)被觸發(fā)，在短短幾十秒內(nèi)產(chǎn)生大量熱量。
* 熱量通過熱傳導(dǎo)和蒸汽對(duì)流兩種主要方式傳遞給上層容器中的食物和水。
* 反應(yīng)產(chǎn)生的高溫水蒸氣向上涌出，直接加熱食物，這是非常有效的加熱方式。
* 同時(shí)，發(fā)熱包本身和反應(yīng)容器壁變得非常燙，通過接觸將熱量傳導(dǎo)給上層容器底部，加熱其中的水和食物。
4. 安全與注意事項(xiàng)：
* 該反應(yīng)劇烈且產(chǎn)生高溫（可達(dá)100°C以上甚至150°C），蒸汽溫度也很高，必須嚴(yán)格按照說明操作，只能加冷水（熱水會(huì)瞬間加劇反應(yīng)導(dǎo)致危險(xiǎn)），不能撕開發(fā)熱包（強(qiáng)堿性腐蝕物接觸皮膚危險(xiǎn)），并注意通風(fēng)（避免氫氣積累）。
* 反應(yīng)后的產(chǎn)物主要是氫氧化鈣（強(qiáng)堿性）、碳酸鈣等，具有腐蝕性，應(yīng)避免直接接觸皮膚，需按垃圾妥善處理。
總結(jié)來說：
食品發(fā)熱包的熱量主要來源于生石灰（CaO）與水（H?O）化合生成熟石灰（Ca(OH)?）的劇烈放熱反應(yīng)。輔助成分（如金屬粉、多孔吸附材料、碳酸鹽等）通過提供額外熱量、控制反應(yīng)速率、均勻分散水分、吸附副產(chǎn)物等方式，優(yōu)化了發(fā)熱過程，使其能安全、有效地在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生足夠的高溫蒸汽和熱量來加熱食物。整個(gè)過程是化學(xué)反應(yīng)放熱原理的典型應(yīng)用。
