水為什么能救火?
水為什么能救火?國、高中課本告知人們,水可救火,由于水是氡氣在氧氣中燃燒的物質(zhì),不容易再燃燒。水遭受火苗的烤炙,變成水蒸汽,消化吸收很多的熱,快速減少火焰溫度。另外,水蒸汽籠罩著在火源計劃四周,阻隔了氣體中的氧氣,使火吹滅。但是,在原料油燃燒時,卻不可以自來水去澆,由于原料油比水輕,潑了水以后原料油不但再次在河面燃燒,并且趁著水勢漫淌起來,使火情更猛。此刻要是沒有消防器,你得應(yīng)用沙子來遮蓋。
甲烷氣體的燃燒。
水可救火從物理學(xué)的視角也是如何表述呢?要將 1g 的水提升 1℃,必須 1cal 的發(fā)熱量;假如要將 1g 的開水變?yōu)樗魵鈺r,則必須 539cal 的發(fā)熱量。假如對燃燒中的化學(xué)物質(zhì)灑水,因為水的溫度會升高甚至是揮發(fā),就會汲取燃燒物的很多發(fā)熱量,燃燒物的溫度大自然降低,火也因此吹滅,這就是說水的“水冷卻實際效果”。次之,水一經(jīng)再加高燒后,就會氣化成水蒸氣,容積也快速澎漲為原先的 1,604 倍之多;這種澎漲的水蒸氣便會再燃燒物周邊產(chǎn)生一道如墻面一樣的天然屏障,能避免氣體進(jìn)到,也可以阻隔了氧氣,這就是說水的“室息實際效果”。
又假如從分子結(jié)構(gòu)方面看來水可救火是啥大道理呢?燃燒的實質(zhì)是“氧化還原反應(yīng)”反映,近現(xiàn)代的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(chain reaction)基礎(chǔ)理論將燃燒表述為“氧自由基”(free radicals)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),這就是說燃燒化學(xué)所提到,能使某化學(xué)物質(zhì)起燃除開可燃物與氧氣外,有待供貨“活化能”(activation energy)始可,起燃時有活化能,可燃物之分子結(jié)構(gòu)被活性后剛開始與氧氣反映。特別注意的是僅用打火仍沒法開展燃燒,因可燃物在部分被引燃時需造成之燃燒熱,以導(dǎo)熱方法熱傳導(dǎo)至周邊之可燃物,使遇熱之一部分溫度未達(dá)著火點時,燃燒仍沒法再次或燃燒擴(kuò)張。因此,熱傳導(dǎo)之發(fā)熱量被奪走或被水冷卻至原來發(fā)熱量下列時,燃燒將會終止。
燃燒反映均歸屬于放熱反應(yīng),反映若想自發(fā)性開展,必須2個標(biāo)準(zhǔn):物質(zhì)比生成物平穩(wěn)(即物質(zhì)比生成物動能低);及其必須獲得充足動能超越活化能。
起燃時須要可燃物、充足之氣體及起燃需要之熱原。此等三要素則稱之為“燃燒三角”(fire triangle)。起燃后有熱之造成并開展可燃物之“分解反應(yīng)”(pyrolysis),因能再次供貨可燃物,因此燃燒足以保持持續(xù)。保持燃燒有待有“氧自由基”之存有,而組成“燃燒四面體”(fire tetrahedron)。非常要留意的是,假如救火全過程中水分沒有讓氧自由基降低,以停止鏈?zhǔn)椒磻?yīng),反倒會由于水分解離造成的 H,加重部分燃燒反映。