付良瑞
第一次工業(yè)革命讓人類進入蒸汽時代,煤炭成為燃料的主要來源,促進了煤炭工業(yè)的興起。但是,因為技術和設備有限,礦井里經常發(fā)生事故,其中最可怕的是煤氣爆炸。
當時沒有電燈,礦工在挖煤時使用礦燈,這種燈的玻璃罩易爆裂,同時上方的出氣口極易竄出火苗。由于通風不好,礦井中聚集了煤氣等危險氣體,遇到明火后會引發(fā)爆炸。
1814年,英國多家煤礦相繼發(fā)生煤氣爆炸事故,死傷數(shù)千人。煤礦生產安全問題被提上政府工作議程,政府希望科學家盡快設計出適用于煤礦生產的安全燈。
英國化學家漢弗里·戴維知曉這一情況后,自告奮勇承擔這項工作。在研究燈火引起氣體爆炸的試驗時,他從紗窗阻擋飛蟲飛入房間的現(xiàn)象中受到啟發(fā),用鐵絲網(wǎng)代替不易觀察試驗情況的鐵板,用于阻擋飛濺的玻璃瓶渣。由于鐵絲網(wǎng)容易生銹,戴維又用銅絲網(wǎng)替代它。
在一次試驗中,戴維意外發(fā)現(xiàn)礦燈中的火苗總在銅絲網(wǎng)下燃燒,并不鉆出網(wǎng)眼。原來銅絲散熱性能好,火焰在與銅絲接觸的過程中,會沿著銅絲網(wǎng)向四周快速散發(fā)一部分熱量,這樣火就被“關”起來了。這一發(fā)現(xiàn)令戴維有了新的研究方向:用細密的銅絲網(wǎng)做燈罩,既不會阻礙氧氣進入,又有利于二氧化碳排出,更重要的是,火焰不會從網(wǎng)眼中竄出來。盡管這種做法非常安全,但是由于銅絲網(wǎng)的遮擋,礦燈亮度有限,而且很容易被風吹滅,于是戴維反復改進和試驗。
戴維發(fā)現(xiàn)礦燈的上方溫度最高,于是在保持礦燈四周依然為玻璃罩的基礎上,只在礦燈上方安裝銅絲網(wǎng)罩。這不僅能保證安全,還可以解決亮度和易滅的問題。1815年12月,第一盞安全礦燈問世!
戴維的發(fā)明拯救了無數(shù)礦工的生命。雖然如今礦工使用的是電燈,但是我們將永遠銘記這位用科學發(fā)明造福人類的英雄——漢弗里·戴維。