食品發(fā)熱包的發(fā)熱原理主要基于生石灰（氧化鈣）遇水發(fā)生劇烈放熱反應(yīng)這一化學(xué)反應(yīng)，并常輔以其他成分進(jìn)行優(yōu)化。以下是其詳細(xì)工作原理：
1. 反應(yīng)：生石灰水合反應(yīng)
* 發(fā)熱包的主要成分是生石灰（CaO）。
* 當(dāng)用戶按照說明，將冷水加入發(fā)熱包所在的外層容器底部時(shí)，水接觸到生石灰。
* 生石灰與水發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，生成熟石灰（氫氧化鈣， Ca(OH)?），并釋放出大量的熱量：
`CaO (s) + H?O (l) → Ca(OH)? (s) + 熱量 (大量)`
* 這個(gè)反應(yīng)是水合反應(yīng)，其本質(zhì)是氧化鈣與水分子結(jié)合生成氫氧化鈣晶體的過程，過程中化學(xué)鍵重組釋放能量。該反應(yīng)速度極快，放熱集中。
2. 輔助反應(yīng)與優(yōu)化（常見配方）：
* 為了提升發(fā)熱效率、延長發(fā)熱時(shí)間或產(chǎn)生更多蒸汽，發(fā)熱包通常還含有其他成分：
* ： （Al）能與水反應(yīng)生成氫氣并放熱：`2Al + 6H?O → 2Al(OH)? + 3H?↑ + 熱量`。但此反應(yīng)在常溫下很慢。生石灰的初始反應(yīng)提供了啟動(dòng)熱量和堿性環(huán)境（Ca(OH)?溶液呈強(qiáng)堿性），能顯著加速鋁與水的反應(yīng)，產(chǎn)生更多熱量和大量氫氣（氫氣進(jìn)一步促進(jìn)熱對流）。是增強(qiáng)發(fā)熱效果的關(guān)鍵。
* 碳酸鈉/碳酸氫鈉： 主要作用是消耗反應(yīng)生成的氫氧化鈣，減緩堿性，避免食物被過度堿化影響口感，同時(shí)也能提供少量熱量（與酸反應(yīng)或雙水解）。
* 硅藻土、活性炭、鐵粉等： 主要作為填料、吸水劑、緩釋劑或催化劑，幫助控制反應(yīng)速度、均勻發(fā)熱、吸收多余水分或防止結(jié)塊。
* 鐵粉、鹽（電解質(zhì)）： 有時(shí)加入以促進(jìn)電化學(xué)腐蝕放熱（類似暖寶寶原理），但在此類快速發(fā)熱包中非主要作用。
3. 蒸汽的產(chǎn)生與熱量傳遞：
* 反應(yīng)釋放的巨大熱量使加入的冷水以及反應(yīng)體系本身的水分迅速汽化，產(chǎn)生大量高溫蒸汽。
* 這些高溫蒸汽和反應(yīng)體系的熱量通過熱傳導(dǎo)和熱對流的方式，有效地加熱置于上層內(nèi)盒中的食物和水。蒸汽尤其能快速穿透食物，實(shí)現(xiàn)均勻加熱。
4. 溫度與持續(xù)時(shí)間：
* 反應(yīng)（生石灰水合）瞬間溫度可達(dá)100℃以上。
* 加入等優(yōu)化后，整個(gè)反應(yīng)體系能在數(shù)秒到一分鐘內(nèi)迅速升溫，使上層食物容器內(nèi)的溫度在5-15分鐘內(nèi)達(dá)到90℃以上，足以加熱食物至可食用狀態(tài)。
* 發(fā)熱持續(xù)時(shí)間通常設(shè)計(jì)為10-20分鐘，由生石灰和輔助成分（特別是）的配比、水量以及包材的透氣性控制。
安全與注意事項(xiàng)：
* 反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生大量蒸汽和高溫，必須嚴(yán)格按照說明操作，避免。
* 使用冷水，熱水會(huì)引發(fā)過于劇烈的反應(yīng)甚至危險(xiǎn)。
* 確保透氣孔暢通，避免密閉空間使用，防止蒸汽壓力過大導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)。
* 反應(yīng)后殘留物（主要是氫氧化鈣、未反應(yīng)物及填料）具有強(qiáng)堿性，需冷卻后妥善處理，避免接觸皮膚或誤食。
總結(jié)： 食品發(fā)熱包的發(fā)熱原理是生石灰（CaO）遇冷水發(fā)生劇烈的水合放熱反應(yīng)，生成氫氧化鈣并釋放大量熱量。通過添加等成分進(jìn)行優(yōu)化，可顯著提升發(fā)熱強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間，并產(chǎn)生大量蒸汽。這些熱量和蒸汽共同作用，在短時(shí)間內(nèi)地將上層食物加熱至熟透可食。其是快速、的化學(xué)能向熱能的轉(zhuǎn)化。
