Парафинотерапия — популярная косметическая процедура для рук, которую часто предлагают в маникюрных салонах. Зимой мои руки от сухости покрываются трещинами, что очень неприятно, и маникюрщицы рекомендуют регулярно делать парафин. Однако ходить по салонам и полчаса там сидеть в парафине и некогда, и лень, и денег жаль, поэтому я купила на маркетплейсе косметический парафин и плавлю его просто дома на обыкновенной плите в обыкновенной железной миске, которую не жаль испачкать. Погружаю туда руки, потом засовываю их в большие одноразовые перчатки, а затем в обыкновенные варежки. Выглядит это не очень красиво и гламурно, но зато работает. В этой статье решила разобраться с парафином с позиции физика и кое-что посчитать с помощью школьных формул.
Парафин: кристалл или аморфное тело?
Когда в школе говорят о кристаллических и аморфных телах, обычно возникает ассоциация, что кристаллические тела — это нечто твердое, а аморфное — что-то мягкое (не зря по гречески "а-морфный" означает "бесформенный"). Однако это не так. Например, оконное стекло достаточно твердое, однако оно относится к аморфным телам, а мягкий и легко ломающийся парафин, как ни странно, вполне себе кристалл. Отличие кристаллов от аморфных тел в упорядоченной системе расположения атомов. В простом эксперименте расположение атомов не увидишь, и обычно их отличают по ходу процесса плавления. Кристаллические вещества плавятся при определенной температуре, и в течение всего процесса плавления температура не меняется. Аморфные же вещества не имеют определенной температуры плавления, и постепенно размягчаются, превращаясь в жидкости. На графике зависимости температуры тела от количества подведенной теплоты видно различие.
При плавлении парафина видно четкое различие между жидкостью и твердым телом. Да и справочники дают конкретную температуру плавления. На моем косметическом парафине написано, что он плавится при 50 градусах Цельсия.
Сколько тепла даёт парафин?
Основным эффектом в парафинотерапии является тепло. Так почему бы не подержать руки просто в горячей воде? Давайте рассчитаем, сколько джоулей даст парафин при остывании от температуры плавления до комнатной температуры.
Удельная теплота плавления парафина составляет 1,5∙10⁵ Дж/кг, удельная теплоемкость 2,19 кДж/(кг ∙°С). Значит, при кристаллизации и остывании 1 кг парафина от 50 до 20 °С выделится Q=215,7 кДж.
Такое же количество теплоты выделится при остывании до комнатной температуры 1 кг воды, нагретой до 71°С. Но если поместить руки в такую горячую воду, мы скорее получим ожог, и никак не сможем держать там руки. У парафина температура вполне терпима для рук, и те же джоули приходят не так быстро, пока парафин отвердевает.
Конечно, на руках затвердевает не килограмм парафина, и реально джоулей будет меньше. На обычную процедуру парафинотерапии у меня уходит около 30 грамм парафина. Если посчитать в джоулях по стандартной школьной формуле Q=λm+cmΔt, то мои руки получают от парафина около 6,5 килоджоулей тепла.
По сравнению с нагревом от воды или водяного пара, у парафина поступление тепла растянуто во времени, что позволяет сделать процедуру безопасной и приятной.
Почему парафин плавят на водяной бане?
Можно, конечно, и в обыкновенной кастрюле расплавить парафин. Но результат будет хуже. В школьной физике процесс плавления описан так, что пока весь парафин не расплавится, его температура не начнет увеличиваться (см. график), но это происходит только тогда, когда тепловое равновесие устанавливается достаточно быстро, а на практике это нее всегда так. В большом куске парафина энергия от нагрева нижних частей не успевает передаваться верхним, так как теплопроводность парафина сравнительно мала, и получается так, что внизу парафин уже нагревается в жидком состоянии, а наверху остается еще твердым. При сильном нагревании жидкий парафин теряет полезные свойства, особенно, если в нем есть какие-нибудь косметические добавки, и кроме того, перегрев и для рук неприятен. Водяная баня не дает парафину нагреваться выше температуры кипения воды и делает процесс нагревания более равномерным. Специальные косметические ванночки для плавления парафина снабжены еще регулировкой температуры, так что точно перегрева не будет.
Зачем надевают варежки?
Здесь всё просто: варежки обладают малой теплопроводностью и уменьшают потери тепла, чтобы эффект от парафина длился дольше.
К сожалению, варежки плохи следующим свойством: набирать на клавиатуре статьи, пока руки в варежках, решительно невозможно. Да и придумать что-то еще про парафинотерапию я пока не могу — если мы будем рассматривать влияние на кожу, там уже химия, а в ней я не сильна. Однако тепловые свойства парафина применяются не только в косметологии. Рекомендую почитать статью К.Ю. Богданова в журнале "Первое сентября", там подробно написано и про свойства парафина, и эксперименты с ним, и неожиданные применения этих свойств.
А я завершаю эту небольшую статью. Пойду мазать руки кремом, как рекомендуют после парафинотерапии :)
Буду рада лайкам и новым подписчикам!