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        水能助燃的奧秘

        2014-04-29 22:00:02宋佑寶
        初中生學(xué)習(xí)·低 2014年12期
        關(guān)鍵詞:水煤氣燃料油鐵水

        宋佑寶

        俗話說:“水火不相容”。水只能滅火,怎么會(huì)助燃呢?一般情況下水與火是不相容的,如發(fā)生火災(zāi)時(shí),人們用高壓水龍頭輸出大量的水來撲滅烈火。但在特殊的情況下,水卻能幫助燃燒,甚至助火為虐。

        在生活中,我們可能經(jīng)常會(huì)碰到這樣的事,在我們使用煤爐或煤氣灶的時(shí)候,如果不小心,將水灑在煤爐上,這時(shí)火不但沒有小,反而猛地變成了一個(gè)火團(tuán)向上躥。這是為什么呢?

        原來,水能滅火,是因?yàn)楫?dāng)你把大量水澆到火上去時(shí),水將燃燒產(chǎn)生的熱量奪去,產(chǎn)生了水蒸氣,使可燃物的溫度降低;同時(shí),水蒸氣又像一條毯子覆蓋在燃燒物上面,形成了一道與空氣隔絕的屏障,所以就能減小火勢(shì),把火撲滅。但是,少量的水遇到燒得通紅的較多的煤炭或煤氣時(shí)會(huì)產(chǎn)生水煤氣。水煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣,它們都是能夠燃燒的,一遇火就會(huì)立刻燃燒起來,當(dāng)然火就更旺了。因此,遇少量水的煤氣灶火更旺了。我們看到有經(jīng)驗(yàn)的人或燒爐師傅常常喜歡在燃燒旺盛的爐火上加一些濕煤,就是這個(gè)道理。

        水,有時(shí)還會(huì)助火為虐,變成為可怕的“烈性炸藥”。曾經(jīng)在英國(guó)發(fā)生過這樣一件事:一天,英國(guó)一家煉鐵廠的熔鐵爐底部產(chǎn)生了裂縫,頓時(shí)熾熱的鐵水從裂口奪路而出。當(dāng)溫度高達(dá)一千多攝氏度的鐵水碰上爐旁一條水溝里的剎那間,“轟”的一聲震天動(dòng)地的巨響,整個(gè)車間被掀掉了。水為什么會(huì)產(chǎn)生這么大的相當(dāng)于TNT炸藥的威力呢?這是因?yàn)樗緛硎呛芊€(wěn)定的,如遇高溫便會(huì)發(fā)生下面的反應(yīng),3Fe+4H2O =Fe3O4+4H2↑。當(dāng)一千多攝氏度的鐵水流入水溝時(shí),在極短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了大量的這種易燃易爆氣體,并且被鐵水的高溫點(diǎn)燃,所以輕而易舉地把巨大的生產(chǎn)車間給炸掉了。正是因?yàn)樗龈邷睾螽a(chǎn)生這種氫氧混合氣體的性質(zhì),鋼鐵廠里的鐵水包,在注入熾熱的鐵水與鋼水之前,必須進(jìn)行充分的干燥處理,不讓包中留下一滴水,以防止爆炸事故的發(fā)生。

        我們知道,水在通電的情況可以分解為氫氣和氧氣,而點(diǎn)燃?xì)錃夂脱鯕獾幕旌蠚怏w就會(huì)發(fā)生爆炸。在做氫氣燃燒的實(shí)驗(yàn)時(shí),如果我們不小心收集了混有氧氣或空氣的氫氣,那么我們不是在點(diǎn)燃,而是在引爆。那樣會(huì)使人受到傷害,實(shí)驗(yàn)儀器受損。

        你看到過“用水點(diǎn)火”的實(shí)驗(yàn)嗎?在酒精燈的燈芯里,放入綠豆那么大的一粒切除了表面氧化物的金屬鉀,用水一“點(diǎn)”,酒精燈就馬上被點(diǎn)著了。這是金屬鉀遇水發(fā)生了劇烈的化學(xué)反應(yīng)的緣故,生成了氫氧化鉀和氫氣,同時(shí)還放出了大量的熱,使酒精燃燒起來。由此可見,當(dāng)鈉、鉀等化學(xué)物質(zhì)發(fā)生燃燒時(shí),如果在上面澆水,那么比往火上澆油還要危險(xiǎn)。

        科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明,向液體燃料油中噴水,使油霧化后燃燒,可使火焰更旺,而摻入的水量竟然可達(dá)三分之一。這是怎么回事呢?人們利用顯微鏡快速攝影技術(shù)進(jìn)行了研究,終于發(fā)現(xiàn)了其中的奧秘。原來,噴入的水處在這些燃料油的微滴當(dāng)中。當(dāng)油滴燃燒時(shí),水受熱變?yōu)樗魵猓蛎浀乃魵鈱⒂偷握ǖ梅鬯?,從而使油與空氣混合成了油氣。這樣一來,燃料油同空氣中的氧氣混合得更充分了,燃燒當(dāng)然進(jìn)行得更迅速。因而火焰也就更旺了。由于這個(gè)實(shí)驗(yàn)具有巨大的經(jīng)濟(jì)意義,人們就采用這個(gè)做法使劣質(zhì)的燃料油和廢棄的石油得到利用,還可將含有大量可燃性成分的污水補(bǔ)加適量的重油,作為燃料使用,甚至可用來發(fā)電。這樣既處理了污水,保護(hù)了環(huán)境,又增加了燃料的來源,真可謂是一舉兩得。

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