传说中的“避火罩”真的存在吗?铜丝遇火焰,怎样有趣的物理现象

传说中的“避火罩”真的存在吗?铜丝遇火焰,怎样有趣的物理现象

你知道铜丝可以灭火吗?《西游记》中,唐僧师徒被困观音庙,孙悟空借来避火罩,才及时脱险。那么,神奇的“避火罩”真的存在吗?

我们不妨做一个简单的实验。准备一根铜丝和一根蜡烛。将铜丝一圈一圈缠绕成弹簧状,然后竖着穿过燃烧的蜡烛。这时你会发现,火焰消失了。而随着铜丝的离开,蜡烛再次燃烧起来。

其实,这并不难。从物理学上说,火焰产生的三个条件为,可燃物、着火点以及充足的氧气。所以真相只有一个,那就是某些条件发生了变化。

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回头看之前的实验,可燃物蜡烛一直都在。铜丝虽然有一定的阻挡作用,但中间缝隙较大,对氧气的影响非常小。显然,前两者固定不变,着火点就是唯一的突破口。

要知道,铜的导热性很强。当温度达到20度时,其热导率约为400瓦/米·度。而蜡烛燃烧的最低温度约为250度。所以,把它罩在火焰上,吸收热量的速度绝对超乎想象。

随着热量的传递,蜡烛的温度逐渐降低,直到低于其本身的着火点,火焰就会变小,甚至熄灭。这样一看,“避火罩”的确存在,只不过没有想象的神乎其神。

那么还有一个问题,为什么铜丝离开,蜡烛会复燃?这就要提到蜡烛本身的燃烧原理。

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蜡烛被点燃后,中间的烛芯会首先放出热量,从而使石蜡固体熔化再汽化,生成的石蜡蒸气才是烛火越燃越旺的关键。

有人曾做过这样的实验。让点燃的火柴靠近刚刚熄灭的蜡烛,蜡烛就会迅速复燃。利用的便是蒸气可燃,且消失慢的原理。而这种原理同样适用于“避火罩”。

尽管“避火罩”没有我们想象的神奇,但也不能小看它。在那个大力发展煤炭工业的年代,它可是起了大作用。

黑漆漆的矿井,伸手不见五指。工人们为了照明,只能借用蜡烛。然而,密不透风的井下,还弥漫着瓦斯。这是一种无色无味的易燃气体。

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当它达到一定浓度,氧气和温度达到着火点时,就会瞬间燃烧或爆炸,以至于早些年煤矿事故频发,下井挖煤也被定义为高危职业。

为了改变这种状况,科学家们着手研究“避火”设备。英国化学家汉弗里·戴维就是其中一个。他在管道里燃烧的甲烷气体中加了一层铜丝网,发现气体还在,但并没有燃烧。显然,“避火罩”同样可以抑制瓦斯爆炸。

1815年,煤矿安全灯问世。它与普通矿灯的区别,仅在于一个金属罩。尽管构造简单,但却给广大矿工群体带来最大的实惠。

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