Chaufferette/es : Différence entre versions

(Page créée avec « No es aconsejable alternar frío y calor en caso de congelación. Es mejor llevar ropa seca y esperar a un baño termostatado a 37 °C una vez que estés en un lugar seguro. »)
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|Description=El objetivo de este tutorial es fabricar calentadores portátiles. Se pueden calentar hasta unos 50 °C cuando se activan, y se pueden utilizar en la montaña, por ejemplo, para mantener el calor durante una excursión.
 
|Description=El objetivo de este tutorial es fabricar calentadores portátiles. Se pueden calentar hasta unos 50 °C cuando se activan, y se pueden utilizar en la montaña, por ejemplo, para mantener el calor durante una excursión.
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|Introduction=Cuando salimos a la montaña, a veces nos encontramos expuestos al frío, sobre todo en las extremidades del cuerpo (manos, pies).
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Cuando salimos a la montaña, a veces nos encontramos expuestos al frío, sobre todo en las extremidades del cuerpo (manos, pies).
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Algunas personas realmente luchan por mantener el calor, y esquiar (para evitar los remontes mecánicos que no son muy económicas ni respetuosas con el medio ambiente) puede convertirse en un verdadero calvario.  
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Algunas personas realmente luchan por mantener el calor, y esquiar (para evitar los remontes mecánicos que no son muy económicas ni respetuosas con el medio ambiente) puede convertirse en un verdadero calvario.
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Algunas tiendas de deportes ofrecen calentadores de manos para mayor comodidad. Se trata de pequeños recipientes de plástico que se calientan hasta unos 50 °C cuando se activan.
 
Algunas tiendas de deportes ofrecen calentadores de manos para mayor comodidad. Se trata de pequeños recipientes de plástico que se calientan hasta unos 50 °C cuando se activan.
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Algunos son reutilizables, por unos 20 euros el par, mientras que otros no lo son, por unos 15 euros los 30.
 
Algunos son reutilizables, por unos 20 euros el par, mientras que otros no lo son, por unos 15 euros los 30.
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En un planteamiento completamente low-tech, deberíamos preguntarnos primero por esta necesidad de confort. Pero antes de llegar ahí, y para aquellos que ya hayan reflexionado en profundidad sobre este tema pero sigan sintiendo la necesidad de tener calefactores. Es posible fabricar calentadores reutilizables (¡casi! Véase la discusión sobre los problemas a resolver) y económicos (¡confirmado!).
 
En un planteamiento completamente low-tech, deberíamos preguntarnos primero por esta necesidad de confort. Pero antes de llegar ahí, y para aquellos que ya hayan reflexionado en profundidad sobre este tema pero sigan sintiendo la necesidad de tener calefactores. Es posible fabricar calentadores reutilizables (¡casi! Véase la discusión sobre los problemas a resolver) y económicos (¡confirmado!).
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{{Materials
 
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|Step_Content=Estas son las cantidades para un calentador. La masa de vinagre depende de su concentración.
 
|Step_Content=Estas son las cantidades para un calentador. La masa de vinagre depende de su concentración.
  
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===Cantidad para un calentador===
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===Quantité pour une chaufferette===
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35g de bicarbonato sódico
 
35g de bicarbonato sódico
 
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Estos valores son aproximados. Puedes consultar cómo calcularlos en las secciones teóricas.
 
Estos valores son aproximados. Puedes consultar cómo calcularlos en las secciones teóricas.
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Nota: La densidad del vinagre es muy parecida a la del agua, es decir, 1 kg por 1 l.
 
Nota: La densidad del vinagre es muy parecida a la del agua, es decir, 1 kg por 1 l.
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|Step_Title=Mezclado de reactivos
 
|Step_Title=Mezclado de reactivos
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|Step_Content='''Seguridad'''  
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* El vinagre es irritante para la piel y muy irritante para los ojos. No dude en utilizar gafas de seguridad al mezclarlo. Además, tenga cuidado con las salpicaduras.
 
* El vinagre es irritante para la piel y muy irritante para los ojos. No dude en utilizar gafas de seguridad al mezclarlo. Además, tenga cuidado con las salpicaduras.
  
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El primer paso es mezclar el vinagre y el bicarbonato de sodio. Para ello, empieza por servir la cantidad adecuada de vinagre en el cazo. Entonces, añade el bicarbonato '''poco a poco'''. Remueve hasta que deje de salir espuma. Esto indica que la reacción química se ha completado.      
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El primer paso es mezclar el vinagre y el bicarbonato de sodio. Para ello, empieza por servir la cantidad adecuada de vinagre en el cazo. Entonces, añade el bicarbonato '''poco a poco'''. Remueve hasta que deje de salir espuma. Esto indica que la reacción química se ha completado.
  
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'''Punto de vigilancia'''  
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'''Punto de vigilancia'''
  
 
*Servir el bicarbonato de sodio lentamente, ya que la reacción produce CO2 gaseoso, lo que hace que la solución haga espuma.
 
*Servir el bicarbonato de sodio lentamente, ya que la reacción produce CO2 gaseoso, lo que hace que la solución haga espuma.
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*Ligero riesgo de quemaduras, posibles pequeñas salpicaduras si se utilizan grandes cantidades en una placa de cocción de alta potencia.
 
*Ligero riesgo de quemaduras, posibles pequeñas salpicaduras si se utilizan grandes cantidades en una placa de cocción de alta potencia.
  
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Una vez completado el primer paso, podemos poner nuestro cazo a fuego fuerte, con el objetivo de evaporar todo el agua sobrante. Digo sobrante, porque necesitaremos un poco más de agua para obtener la sustancia adecuada.  Cuando empiece a aparecer una película muy ligera en la superficie, entonces la sustancia estará lista, hay que dejar de calentar.  
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Una vez completado el primer paso, podemos poner nuestro cazo a fuego fuerte, con el objetivo de evaporar todo el agua sobrante. Digo sobrante, porque necesitaremos un poco más de agua para obtener la sustancia adecuada.  Cuando empiece a aparecer una película muy ligera en la superficie, entonces la sustancia estará lista, hay que dejar de calentar.
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'''Punto de vigilancia'''  
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'''Punto de vigilancia'''
  
 
*Hay mucha agua que evaporar, por lo que este paso lleva un tiempo (de nuevo, cuantos más calentadores utilices, más tardará en evaporarse).
 
*Hay mucha agua que evaporar, por lo que este paso lleva un tiempo (de nuevo, cuantos más calentadores utilices, más tardará en evaporarse).
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*Si el líquido entra en contacto con la piel a menos de 60°C, se solidifica y se calienta. Es muy impresionante porque el sólido se pega a la piel. No te asustes, con un poco de agua desaparecerá solo. No obstante, no tardes demasiado en aclararte con agua para evitar quemarte.
 
*Si el líquido entra en contacto con la piel a menos de 60°C, se solidifica y se calienta. Es muy impresionante porque el sólido se pega a la piel. No te asustes, con un poco de agua desaparecerá solo. No obstante, no tardes demasiado en aclararte con agua para evitar quemarte.
 
   
 
   
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El objetivo de este paso es llenar los recipientes de nuestros calentadores con la sustancia obtenida en el paso 4.
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El objetivo de este paso es llenar los recipientes de nuestros calentadores con la sustancia obtenida en el paso 4.
  
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Se necesitan dos personas para este paso, ya que es difícil sujetar los recipientes y servir al mismo tiempo.
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Se necesitan dos personas para este paso, ya que es difícil sujetar los recipientes y servir al mismo tiempo.
  
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La persona que sostiene el recipiente puede llevar guantes para limitar el riesgo de quemaduras.
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La persona que sostiene el recipiente puede llevar guantes para limitar el riesgo de quemaduras.
  
 
En este paso, se introduce un embudo en los recipientes y se sierve suavemente el contenido del cazo.
 
En este paso, se introduce un embudo en los recipientes y se sierve suavemente el contenido del cazo.
  
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'''Punto de vigilancia'''
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'''Punto de vigilancia'''  
 
  
 
*Tenga cuidado de no tapar completamente el orificio con el embudo, ya que podría hacer que el líquido rebosara y se quemara :(
 
*Tenga cuidado de no tapar completamente el orificio con el embudo, ya que podría hacer que el líquido rebosara y se quemara :(
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|Step_Content=Los calentadores ya están listos para ser cargados.
 
|Step_Content=Los calentadores ya están listos para ser cargados.
  
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Para cargar los calentadores de calor, colóquelos en agua hirviendo durante 10-15 minutos. Después, déjalos enfriar, sin removerlos demasiado, hasta que alcancen la temperatura ambiente.  
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Para cargar los calentadores de calor, colóquelos en agua hirviendo durante 10-15 minutos. Después, déjalos enfriar, sin removerlos demasiado, hasta que alcancen la temperatura ambiente.
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Ahora están llenos de energía y listos para usar en la montaña o en cualquier otro lugar.
 
Ahora están llenos de energía y listos para usar en la montaña o en cualquier otro lugar.
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{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Uso de calentadores
 
|Step_Title=Uso de calentadores
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|Step_Content=Una vez que estés en la montaña con frío, puedes activarlos siguiendo las instrucciones.  
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|Step_Content=Una vez que estés en la montaña con frío, puedes activarlos siguiendo las instrucciones.
  
 
Después, se calienta hasta alcanzar unos 50°C. Para mantener el calor creado, conviene aislarlos del aire exterior metiéndolos en los guantes y/o bolsillos.
 
Después, se calienta hasta alcanzar unos 50°C. Para mantener el calor creado, conviene aislarlos del aire exterior metiéndolos en los guantes y/o bolsillos.
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'''Seguridad'''
 
'''Seguridad'''
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No es aconsejable alternar frío y calor en caso de congelación. Es mejor llevar ropa seca y esperar a un baño termostatado a 37 °C una vez que estés en un lugar seguro.
 
No es aconsejable alternar frío y calor en caso de congelación. Es mejor llevar ropa seca y esperar a un baño termostatado a 37 °C una vez que estés en un lugar seguro.
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{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
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|Step_Title=La théorie des chaufferettes
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|Step_Title=La teoría de los calentadores
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|Step_Content=Il a été très intéressant pour moi d'expérimenter par moi même et d'améliorer un procéder suite à des observation personnels ! Je vous fais ici part de mes découvertes tiré de mes expériences et de mes lectures.
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|Step_Content=Ha sido muy interesante para mí experimentar y mejorar un proceso a raíz de observaciones personales. Me gustaría compartir con vosotros lo que he descubierto a través de mis experiencias y lecturas.
  
 
===Fabrication de l'éthanoate de sodium, réaction chimique===
 
===Fabrication de l'éthanoate de sodium, réaction chimique===
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L'éthanoate de sodium est un produit de la réaction entre l'acide éthanoïque et le bicarbonate de sodium.
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El etanoato de sodio es un producto de la reacción entre el ácido etanoico y el bicarbonato de sodio.
  
 
Cette réaction produit aussi de l'eau est du CO2.  
 
Cette réaction produit aussi de l'eau est du CO2.  
 
====Calcule des quantités====
 
====Calcule des quantités====
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Cette partie n'est pas très fun, à passer si vous n'êtes pas un grand fan de calculs de chimie ! Mais nécessaire si vous voulez recalculer le tout par vous même !
 
  
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Afin de déterminer les quantités d'acide éthanoïque et de bicarbonate de soude à mélanger on fait l'hypothèse que la réaction est totale. Ainsi, afin d'optimiser le tout, il faut mélanger les réactifs en quantité dite stœchiométrique. Lorsqu'on insère exactement ces quantités, tout les réactifs sont consommé et il ne reste plus que des produit à la fin de la réaction!
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Esta parte no es muy divertida, así que sáltatela si no te gustan mucho los cálculos químicos. Pero es necesaria si quieres volver a calcularlo todo tú mismo.
  
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Dans notre cas, une molécule d'acide éthanoïque réagit avec une molécule de bicarbonate de sodium. Ainsi, il faut mettre le même nombre de "quantité de matière" (de moles) de chacun des deux réactifs afin d'atteindre les quantités stœchiométriques.  
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Para determinar las cantidades de ácido etanoico y bicarbonato sódico que hay que mezclar, partimos de la base de que la reacción es completa. Así que, para optimizarlo todo, necesitamos mezclar los reactivos en lo que se conoce como cantidades estequiométricas. Cuando se añaden exactamente estas cantidades, todos los reactivos se consumen y lo único que queda al final de la reacción es el producto.
  
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Sachant cela, on calcul la quantité de matière correspondante à 35g de bicarbonate (pour 1 chaufferette).  
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En nuestro caso, una molécula de ácido etanoico reacciona con una molécula de bicarbonato sódico. Por tanto, hay que añadir el mismo número de "cantidades de materia" (moles) de cada uno de los dos reactivos para alcanzar las cantidades estequiométricas.
  
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En suite, on calcul la masse d'acide acétique pour obtenir exactement la même quantité de matière (ce qui dépendra de sa masse molaire).
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Sabiendo esto, calcula la cantidad de material correspondiente a 35 g de bicarbonato (para 1 calentador).
  
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Enfin, sachant qu'un vinaigre, disons, à 8%, possède 0,08 g d'acide éthanoïque pour 100mL, alors on calcul le volume de vinaigre pour obtenir exactement la bonne masse d'acide éthanoïque.
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Después, calcula la masa de ácido acético necesaria para obtener exactamente la misma cantidad de sustancia (que dependerá de su masa molar).
  
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Si on préfère, il est possible de calculer la masse de vinaigre plutôt que son volume (Utile lorsque l'on a pas de verre doseur). Par chance, le vinaigre à presque la masse volumique de l'eau, donc 1kg de vinaigre pour 1l de vinaigre.
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Finalmente, sabiendo que, por ejemplo, el vinagre al 8% tiene 0,08g de ácido etanoico por 100mL, calculamos el volumen de vinagre para obtener exactamente la masa correcta de ácido etanoico.
  
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Si lo prefieres, puedes calcular la masa de vinagre en lugar de su volumen (útil si no tienes un vaso medidor). Por suerte, el vinagre tiene casi la misma densidad que el agua, así que 1 kg de vinagre por 1 l de vinagre.
  
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Il a de nombreuse ressource pédagogique sur les calculs de base en chimie des solution sur internet si cela vous intéresse. Ce sont des notions aborder en début de lycée en France.
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Si le interesa, en Internet encontrará numerosos recursos didácticos sobre cálculos básicos en química de disoluciones. Se trata de una asignatura que se imparte al principio de la enseñanza secundaria en Francia.
  
 
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====Comprendre par ses propres sens====
 
====Comprendre par ses propres sens====
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Cette réaction est amusante à expérimenter car très visuel, la production de CO2 gazeux produit de la mousse. On peu alors savoir si toute nos molécules on bien réagi.  
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Es divertido experimentar con esta reacción porque es muy visual; la producción de CO2 gaseoso produce espuma. Entonces podremos saber si todas nuestras moléculas han reaccionado bien.
 
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====Pourquoi la réaction (mélange) est si longue ?====
 
====Pourquoi la réaction (mélange) est si longue ?====
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La réaction prend du temps, et on est obligé de mélanger ! Mais que se passe-t-il dans le monde des molécules pour que cela prenne autant de temps !
 
  
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Dans notre casserole après quelques seconde de réaction, on a beaucoup d'eau, des réactifs mais aussi les quelques produits déjà créer. Pour pouvoir réagir, il faut que deux molécules de réactif se rencontre.
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La reacción lleva su tiempo, ¡y hay que mezclar! Pero, ¿qué ocurre en el mundo de las moléculas para que tarde tanto?
  
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Mais comment ce rencontrer dans tout ce bazar !? C'est un peu comme si on jetait du pollen dans un champs de fleur, au début, il est facile pour le pollen de trouver une fleur célibataire, mais après quelques minutes, lorsque de nombreux couple se sont former, difficile pour une petite fleur et un pollen de ce retrouver.  
+
En nuestro cazo, tras unos segundos de reacción, tenemos mucha agua, los reactivos y también los pocos productos que ya se han creado. Para reaccionar, dos moléculas de reactivo deben encontrarse.
  
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En terme technique on parle de '''cinétique de réaction''' pour désigner la vitesse à laquelle elle à lieu et de '''phénomène limitant''' pour parler du phénomène qui impose cette vitesse.  
+
Pero, ¿cómo encontrar a alguien en este lío? Es un poco como echar polen en un campo de flores, al principio es fácil que el polen encuentre una sola flor, pero al cabo de unos minutos, cuando se han formado muchas parejas, es difícil que una flor pequeña y un polen se encuentren.
  
−
Ici c'est la rencontre des molécules qui est la plus lente, on parle donc de '''transfert de masse'''. <br />
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En términos técnicos, hablamos de '''cinética de reacción''' para referirnos a la velocidad a la que se produce la reacción y de '''fenómeno limitante''' para referirnos al fenómeno que impone esta velocidad.
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Aquí lo más lento es el encuentro de las moléculas, por lo que se habla de '''transferencia de masa''' <br />.
  
 
====Vous avez dit cristallisation ?====
 
====Vous avez dit cristallisation ?====
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On a déjà discuter du problème de cristallisation si on fait chauffer trop longuement le liquide. C'est assez contre-intuitif comme observation. Normalement, en augmentant la température, on passe de solide à liquide pas l'inverse.
 
  
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Le phénomène de cristallisation provient ici de la déshydratation l'éthanoate de sodium trihydraté vers l'éthanoate de sodium anhydre. En faite, la substance '''trihydraté''', celle que l'on souhaite pour nos chaufferette, se liquéfie si on la chauffe au delà de '''58°C'''. En revanche, la substance '''anhydre''' elle ne se liquéfie qu'à '''324°C'''. Ainsi, lorsqu'on enlève son eau à une molécule, PAF ! Elle devient anhydre et se solidifie instantanément car nous ne somme bien en dessous de 324°C !
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Ya hemos hablado del problema de la cristalización si el líquido se calienta durante demasiado tiempo. Se trata de una observación bastante contraintuitiva. Normalmente, al aumentar la temperatura, se pasa de sólido a líquido, y no al revés.
  
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El fenómeno de la cristalización procede de la deshidratación del trihidrato de etanoato de sodio en etanoato de sodio anhidro. De hecho, la sustancia '''trihidratada''', la que queremos para nuestros calentadores, se licua si la calentamos por encima de los '''58°C'''. En cambio, la sustancia '''anhidra''' sólo se licua a '''324°C'''. Así que cuando se elimina el agua de una molécula, ¡PAF! Se convierte en anhidra y se solidifica instantáneamente, ¡porque estamos muy por debajo de 324°C!
  
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Au début, il y a de l''''eau en excès''', donc c'est cette eau la qui s'évapore. Mais dès lors qu'il n'y a presque plus d'eau, on commence à '''déshydrater''' nos bonne vieille molécule, '''d'où l'apparition sur la fin de cristaux''', puis, progressivement '''d'un film solide'''.  
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Al principio, hay un '''exceso de agua''', por lo que es esta agua la que se evapora. Pero en cuanto casi no queda agua, empezamos a '''deshidratar''' nuestra molécula, '''de ahí la aparición de cristales''' al final, seguidos gradualmente por '''una película sólida'''.  
 
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====Comprendre pour mieux agir !====
 
====Comprendre pour mieux agir !====
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Ici, la connaissance du phénomène permet de juger quand arrêter l'étapes 4. En effet, à l'apparition des premiers cristaux, on sait que le liquide restant n'est pas de l'eau mais bien de l'éthanoate de sodium trihydraté, car si il y avait encore de l'eau liquide, c'est elle qui s'évaporerais et aucun cristaux n'apparaitrais !<br />
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Aquí, el conocimiento del fenómeno permite juzgar cuándo detener el paso 4. En efecto, cuando aparecen los primeros cristales, sabemos que el líquido restante no es agua sino etanoato de sodio trihidrato, porque si todavía hubiera agua líquida, sería ¡el que se evaporaría y no aparecerían cristales! <br />
  
 
===Le plus important ! Pourquoi les chaufferettes chauffe !===
 
===Le plus important ! Pourquoi les chaufferettes chauffe !===
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Le fonctionnement des chaufferettes se base sur le phénomène de surfusion ! Pour en savoir plus vous pouvez consulter cette article :
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¡Los calentadores funcionan sobre la base del fenómeno del sobrefusión
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! Para saber más, lee este artículo:
  
 
https://ssaft.com/Blog/dotclear/?pages/Acetate-de-Sodium
 
https://ssaft.com/Blog/dotclear/?pages/Acetate-de-Sodium
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{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
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|Step_Title=Problématique non résolue
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|Step_Title=Cuestiones sin resolver
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|Step_Content====Des chaufferettes presque réutilisable !===
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|Step_Content====Des chaufferettes presque réutilisables !===
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Les chaufferettes devrait être réutilisable en théorie. Dans la réalité, à chaque nouvelle utilisation il devient plus difficile de les activer. Je n'ai pas su percé le mystère de ce phénomène mais peut être que vous y arriverez !
 
  
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En teoría, los calentadores deberían ser reutilizables. En realidad, cada vez que se utilizan resulta más difícil activarlos. No he sido capaz de resolver el misterio de este fenómeno, ¡pero quizá tú sí puedas!
  
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Elles sont tout de même réutilisable un certain nombre de fois si on accepte d'attendre un peu et de s'y reprendre à plusieurs fois pour les activer.  
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Sin embargo, se pueden reutilizar varias veces si se está dispuesto a esperar un tiempo y repasarlas varias veces para activarlas.
  
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Para los más persistentes, al introducir una varilla de metal y amasarla la activación es más efectiva por lo que podrás reutilizarlos por más tiempo con este método. Para ello puedes introducir la punta de un destornillador pequeño, un tornillo o cualquier objeto metálico, amasarlo un rato y retirarlo una vez que el calentador empiece a calentarse :)
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Pour les plus persistant, en insérant un tige en métal et en la malaxant l'activation est plus efficace donc vous pourrez les réutiliser plus longtemps avec cette méthode. Pour se faire vous pouvez insérer un l'embout d'un petit tourne vis, d'une vis ou tout objet métallique, le malaxer pendant un certain temps et le retirer une fois que la chaufferette se met à chauffer :)
 
 
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===Quelques auto-activations imprévues===
 
===Quelques auto-activations imprévues===
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Parfois, pendant la recharge, après les avoirs fait chauffer et une fois au repos. Les chaufferettes peuvent s'activer toute seul. Cela peut être embêtant car il faut alors les remettre à charger.
 
  
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Pour s'assurer qu'une chaufferette est bien prête à utilisation il faut simplement vérifier qu'elle soit bien liquide. Si c'est le cas vous êtes sûr de votre coup.
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A veces durante la recarga, después de haberlos calentado y una vez en reposo. Los calentadores pueden activarse solos. Esto puede ser molesto porque entonces tienes que cargarlos de nuevo.
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Para estar seguro de que un calentador está listo para usar, basta con comprobar que está líquido. Si es así, estás en el lado seguro.
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{{Tuto Step
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|Step_Title=Pochettes
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|Step_Content=Des pochettes en tissus améliorent le "look" des chaufferettes. Pour cacher et tenir les Pom'potes : un morceau de tissus de 20 cm sur 20 cm, avec un ourlet en haut, c'est par là qu'on  fera entrer la Pom'pote. Disposer les étiquettes plastifiées de consignes et les coudres en bas et en haut est suffisant, avant de coudre la pochette elle-même sur le côté  et en bas... C'est joli...
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|Step_Picture_00=Chaufferette_20241205_183025.jpg
 
}}
 
}}
 
{{Notes
 
{{Notes
−
|Notes=Noé Beaupere. PILOTAGE DE LA LIBÉRATION DE CHALEUR ET ÉTUDE DU VIEILLISSEMENT DE MATÉRIAUX À CHANGEMENT DE PHASE. Sciences de l’ingénieur [physics]. Université d’Artois, 2019. Français. https://theses.hal.science/tel-03160528
+
|Notes=Noé Beaupere. CONTROL DE LA LIBERACIÓN DE CALOR Y ESTUDIO DEL ENVEJECIMIENTO DE LOS MATERIALES DE CAMBIO DE FASE. Ciencias de la ingeniería [física]. Universidad de Artois, 2019. Francés. https://theses.hal.science/tel-03160528
 
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Version actuelle datée du 13 décembre 2024 à 12:11

Tutorial de avatarLow-tech with Refugees - Low-tech & Réfugiés | Catégories : Outils

avatarLow-tech with Refugees - Low-tech & Réfugiés

Chaufferette 20241205 183025.jpg
https://wiki.lowtechlab.org/wiki/Chaufferette/es
Dernière modification le 13/12/2024


Difficulté
Facile
Durée
1,5 heure(s)
Coût
1 EUR (€)

Description

El objetivo de este tutorial es fabricar calentadores portátiles. Se pueden calentar hasta unos 50 °C cuando se activan, y se pueden utilizar en la montaña, por ejemplo, para mantener el calor durante una excursión.

El objetivo de este tutorial es fabricar calentadores portátiles. Se pueden calentar hasta unos 50 °C cuando se activan, y se pueden utilizar en la montaña, por ejemplo, para mantener el calor durante una excursión.

Difficulté
Facile
Durée
1,5 heure(s)
Coût
1 EUR (€)
Autres langues :
English • ‎español • ‎français

Sommaire

Licence : Attribution (CC BY)

Introduction

Cuando salimos a la montaña, a veces nos encontramos expuestos al frío, sobre todo en las extremidades del cuerpo (manos, pies).

Algunas personas realmente luchan por mantener el calor, y esquiar (para evitar los remontes mecánicos que no son muy económicas ni respetuosas con el medio ambiente) puede convertirse en un verdadero calvario.

Algunas tiendas de deportes ofrecen calentadores de manos para mayor comodidad. Se trata de pequeños recipientes de plástico que se calientan hasta unos 50 °C cuando se activan.

Algunos son reutilizables, por unos 20 euros el par, mientras que otros no lo son, por unos 15 euros los 30.

En un planteamiento completamente low-tech, deberíamos preguntarnos primero por esta necesidad de confort. Pero antes de llegar ahí, y para aquellos que ya hayan reflexionado en profundidad sobre este tema pero sigan sintiendo la necesidad de tener calefactores. Es posible fabricar calentadores reutilizables (¡casi! Véase la discusión sobre los problemas a resolver) y económicos (¡confirmado!).

Matériaux

  • Bicarbonato sódico (bicarbonato de sodio)
  • Vinagre
  • Contenedor para calentadores (aquí frascos de compota vacías)

Las cantidades se discutirán en el tutorial, ya que dependen de la concentración del vinagre.

Outils

  • Cacerola
  • Balanza
  • Cuchara
  • Embudo
  • Vaso
  • Vaso medidor

Étape 1 - Calcular cantidades

Estas son las cantidades para un calentador. La masa de vinagre depende de su concentración.

Quantité pour une chaufferette

35g de bicarbonato sódico

Concentración de vinagre [%] [g] Masa de vinagre [g] Volumen aproximado de vinagre [mL]
6 415 415
8 315 315
10 250 250
12 210 210
14 180 180
16 155 155

Estos valores son aproximados. Puedes consultar cómo calcularlos en las secciones teóricas.

Nota: La densidad del vinagre es muy parecida a la del agua, es decir, 1 kg por 1 l.

Étape 2 - Limpieza del equipo

La fabricación de calentadores es similar al química, y a la química no le gustan las impurezas. Le aconsejamos encarecidamente que limpie bien todos los utensilios con agua y jabón. Sobre todo los recipientes de los calentadores, ya que existe el riesgo de que quede un poco de compota en ellos si eliges los mismos que nosotros.

Étape 3 - Mezclado de reactivos

Seguridad

  • El vinagre es irritante para la piel y muy irritante para los ojos. No dude en utilizar gafas de seguridad al mezclarlo. Además, tenga cuidado con las salpicaduras.

El primer paso es mezclar el vinagre y el bicarbonato de sodio. Para ello, empieza por servir la cantidad adecuada de vinagre en el cazo. Entonces, añade el bicarbonato poco a poco. Remueve hasta que deje de salir espuma. Esto indica que la reacción química se ha completado.

Punto de vigilancia

  • Servir el bicarbonato de sodio lentamente, ya que la reacción produce CO2 gaseoso, lo que hace que la solución haga espuma.
  • Este paso lleva su tiempo, pero es mejor llegar hasta el final para que todo el vinagre reaccione. Si sobra vinagre, ¡prepárate para oler su nauseabundo olor durante la siguiente etapa!
  • Cuantos más calentadores hagas, más tardará la reacción. Para 5 calentadores, puedes esperar unos 20 minutos de mezcla.
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Étape 4 - Calentamiento, evaporación

Seguridad

  • La sustancia obtenida de la reacción del vinagre y el bicarbonato sódico es el etanoato sódico. Esta sustancia es irritante, así que no dudes en ponerte gafas protectoras. En caso contrario, tenga cuidado de que no le entre nada en los ojos.
  • Ligero riesgo de quemaduras, posibles pequeñas salpicaduras si se utilizan grandes cantidades en una placa de cocción de alta potencia.

Una vez completado el primer paso, podemos poner nuestro cazo a fuego fuerte, con el objetivo de evaporar todo el agua sobrante. Digo sobrante, porque necesitaremos un poco más de agua para obtener la sustancia adecuada. Cuando empiece a aparecer una película muy ligera en la superficie, entonces la sustancia estará lista, hay que dejar de calentar.

Punto de vigilancia

  • Hay mucha agua que evaporar, por lo que este paso lleva un tiempo (de nuevo, cuantos más calentadores utilices, más tardará en evaporarse).
  • Durante este paso, no ocurre nada durante mucho tiempo, pero al final todo ocurre muy rápidamente. Hay que tener mucho cuidado en cuanto el líquido se vuelve ligeramente turbio y amarillo.
  • Generalmente, aparecerán cristales en los bordes del cazo hacia el final.
  • Si por descuido dejas el líquido al fuego durante demasiado tiempo, se solidificará por completo. En este caso, apague el fuego y añada agua rápidamente (no demasiada, sólo la suficiente para ver que todo el sólido vuelve a ser líquido). Entonces, vuelve a ponerlo al fuego, removiendo para ayudar a licuar los últimos cristales. No te preocupes, ¡los calentadores seguirán funcionando!
  • Hacia el final, debería aparecer un olor parecido al de un pastel horneado. No es desagradable, ¡pero evita olerlo demasiado! Es mejor tener cuidado cuando juegas a ser aprendiz de químico. Incluso cuando manipules sustancias que no son muy peligrosas :)
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Étape 5 - Llenado

Seguridad

  • Riesgo de quemaduras, ya que el líquido que se sierve en los recipientes calentadores está muy caliente (alrededor de 100°C al principio).
  • Si el líquido entra en contacto con la piel a menos de 60°C, se solidifica y se calienta. Es muy impresionante porque el sólido se pega a la piel. No te asustes, con un poco de agua desaparecerá solo. No obstante, no tardes demasiado en aclararte con agua para evitar quemarte.

El objetivo de este paso es llenar los recipientes de nuestros calentadores con la sustancia obtenida en el paso 4.

Se necesitan dos personas para este paso, ya que es difícil sujetar los recipientes y servir al mismo tiempo.

La persona que sostiene el recipiente puede llevar guantes para limitar el riesgo de quemaduras.

En este paso, se introduce un embudo en los recipientes y se sierve suavemente el contenido del cazo.

Punto de vigilancia

  • Tenga cuidado de no tapar completamente el orificio con el embudo, ya que podría hacer que el líquido rebosara y se quemara :(
  • Revuelva el cazo entre cada calentador para mezclar el líquido y evitar que la superficie se solidifique.
  • El líquido se solidifica a unos 58°C, así que siervelo antes de que alcance esta temperatura, de lo contrario el embudo se bloqueará. Sin embargo, no lo sierves demasiado rápido o podrías quemarte. Si la sustancia empieza a enfriarse demasiado, simplemente añade un poco de agua y repite el paso 4.
  • Si el embudo se bloquea por completo, puedes verter un poco de agua caliente y el sólido se convertirá rápidamente en líquido y fluirá
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Étape 6 - Recarga de calentadores

Los calentadores ya están listos para ser cargados.

Para cargar los calentadores de calor, colóquelos en agua hirviendo durante 10-15 minutos. Después, déjalos enfriar, sin removerlos demasiado, hasta que alcancen la temperatura ambiente.

Ahora están llenos de energía y listos para usar en la montaña o en cualquier otro lugar.


Étape 7 - Uso de calentadores

Una vez que estés en la montaña con frío, puedes activarlos siguiendo las instrucciones.

Después, se calienta hasta alcanzar unos 50°C. Para mantener el calor creado, conviene aislarlos del aire exterior metiéndolos en los guantes y/o bolsillos.

Seguridad

Advertencia: es totalmente desaconsejable calentar bruscamente una zona congelada. El uso de calentadores es preventivo, para evitar una fuerte sensación de frío y no para calentar una zona en estado crítico.

No es aconsejable alternar frío y calor en caso de congelación. Es mejor llevar ropa seca y esperar a un baño termostatado a 37 °C una vez que estés en un lugar seguro.


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Étape 8 - La teoría de los calentadores

Ha sido muy interesante para mí experimentar y mejorar un proceso a raíz de observaciones personales. Me gustaría compartir con vosotros lo que he descubierto a través de mis experiencias y lecturas.

Fabrication de l'éthanoate de sodium, réaction chimique

El etanoato de sodio es un producto de la reacción entre el ácido etanoico y el bicarbonato de sodio.

Cette réaction produit aussi de l'eau est du CO2.

Calcule des quantités

Esta parte no es muy divertida, así que sáltatela si no te gustan mucho los cálculos químicos. Pero es necesaria si quieres volver a calcularlo todo tú mismo.

Para determinar las cantidades de ácido etanoico y bicarbonato sódico que hay que mezclar, partimos de la base de que la reacción es completa. Así que, para optimizarlo todo, necesitamos mezclar los reactivos en lo que se conoce como cantidades estequiométricas. Cuando se añaden exactamente estas cantidades, todos los reactivos se consumen y lo único que queda al final de la reacción es el producto.

En nuestro caso, una molécula de ácido etanoico reacciona con una molécula de bicarbonato sódico. Por tanto, hay que añadir el mismo número de "cantidades de materia" (moles) de cada uno de los dos reactivos para alcanzar las cantidades estequiométricas.

Sabiendo esto, calcula la cantidad de material correspondiente a 35 g de bicarbonato (para 1 calentador).

Después, calcula la masa de ácido acético necesaria para obtener exactamente la misma cantidad de sustancia (que dependerá de su masa molar).

Finalmente, sabiendo que, por ejemplo, el vinagre al 8% tiene 0,08g de ácido etanoico por 100mL, calculamos el volumen de vinagre para obtener exactamente la masa correcta de ácido etanoico.

Si lo prefieres, puedes calcular la masa de vinagre en lugar de su volumen (útil si no tienes un vaso medidor). Por suerte, el vinagre tiene casi la misma densidad que el agua, así que 1 kg de vinagre por 1 l de vinagre.

Si le interesa, en Internet encontrará numerosos recursos didácticos sobre cálculos básicos en química de disoluciones. Se trata de una asignatura que se imparte al principio de la enseñanza secundaria en Francia.


Comprendre par ses propres sens

Es divertido experimentar con esta reacción porque es muy visual; la producción de CO2 gaseoso produce espuma. Entonces podremos saber si todas nuestras moléculas han reaccionado bien.

Pourquoi la réaction (mélange) est si longue ?

La reacción lleva su tiempo, ¡y hay que mezclar! Pero, ¿qué ocurre en el mundo de las moléculas para que tarde tanto?

En nuestro cazo, tras unos segundos de reacción, tenemos mucha agua, los reactivos y también los pocos productos que ya se han creado. Para reaccionar, dos moléculas de reactivo deben encontrarse.

Pero, ¿cómo encontrar a alguien en este lío? Es un poco como echar polen en un campo de flores, al principio es fácil que el polen encuentre una sola flor, pero al cabo de unos minutos, cuando se han formado muchas parejas, es difícil que una flor pequeña y un polen se encuentren.

En términos técnicos, hablamos de cinética de reacción para referirnos a la velocidad a la que se produce la reacción y de fenómeno limitante para referirnos al fenómeno que impone esta velocidad.

Aquí lo más lento es el encuentro de las moléculas, por lo que se habla de transferencia de masa
.

Vous avez dit cristallisation ?

Ya hemos hablado del problema de la cristalización si el líquido se calienta durante demasiado tiempo. Se trata de una observación bastante contraintuitiva. Normalmente, al aumentar la temperatura, se pasa de sólido a líquido, y no al revés.

El fenómeno de la cristalización procede de la deshidratación del trihidrato de etanoato de sodio en etanoato de sodio anhidro. De hecho, la sustancia trihidratada, la que queremos para nuestros calentadores, se licua si la calentamos por encima de los 58°C. En cambio, la sustancia anhidra sólo se licua a 324°C. Así que cuando se elimina el agua de una molécula, ¡PAF! Se convierte en anhidra y se solidifica instantáneamente, ¡porque estamos muy por debajo de 324°C!

Al principio, hay un exceso de agua, por lo que es esta agua la que se evapora. Pero en cuanto casi no queda agua, empezamos a deshidratar nuestra molécula, de ahí la aparición de cristales al final, seguidos gradualmente por una película sólida.

Comprendre pour mieux agir !

Aquí, el conocimiento del fenómeno permite juzgar cuándo detener el paso 4. En efecto, cuando aparecen los primeros cristales, sabemos que el líquido restante no es agua sino etanoato de sodio trihidrato, porque si todavía hubiera agua líquida, sería ¡el que se evaporaría y no aparecerían cristales!

Le plus important ! Pourquoi les chaufferettes chauffe !

¡Los calentadores funcionan sobre la base del fenómeno del sobrefusión ! Para saber más, lee este artículo:

https://ssaft.com/Blog/dotclear/?pages/Acetate-de-Sodium

Étape 9 - Cuestiones sin resolver

Des chaufferettes presque réutilisables !

En teoría, los calentadores deberían ser reutilizables. En realidad, cada vez que se utilizan resulta más difícil activarlos. No he sido capaz de resolver el misterio de este fenómeno, ¡pero quizá tú sí puedas!

Sin embargo, se pueden reutilizar varias veces si se está dispuesto a esperar un tiempo y repasarlas varias veces para activarlas.

Para los más persistentes, al introducir una varilla de metal y amasarla la activación es más efectiva por lo que podrás reutilizarlos por más tiempo con este método. Para ello puedes introducir la punta de un destornillador pequeño, un tornillo o cualquier objeto metálico, amasarlo un rato y retirarlo una vez que el calentador empiece a calentarse :)

Quelques auto-activations imprévues

A veces durante la recarga, después de haberlos calentado y una vez en reposo. Los calentadores pueden activarse solos. Esto puede ser molesto porque entonces tienes que cargarlos de nuevo.

Para estar seguro de que un calentador está listo para usar, basta con comprobar que está líquido. Si es así, estás en el lado seguro.

Étape 10 - Pochettes

Des pochettes en tissus améliorent le "look" des chaufferettes. Pour cacher et tenir les Pom'potes : un morceau de tissus de 20 cm sur 20 cm, avec un ourlet en haut, c'est par là qu'on fera entrer la Pom'pote. Disposer les étiquettes plastifiées de consignes et les coudres en bas et en haut est suffisant, avant de coudre la pochette elle-même sur le côté et en bas... C'est joli...

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Notes et références

Noé Beaupere. CONTROL DE LA LIBERACIÓN DE CALOR Y ESTUDIO DEL ENVEJECIMIENTO DE LOS MATERIALES DE CAMBIO DE FASE. Ciencias de la ingeniería [física]. Universidad de Artois, 2019. Francés. https://theses.hal.science/tel-03160528

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