2016年10月23日 星期日

火的實驗

火是什麼?危險嗎?

對於火,我們的生活似乎離不開它,傳說是普羅米修斯因為不忍人類活在茹毛飲血的生活中,於是幫人類從神的國度偷取了火。

但是我們生活中也遇到太多因為火而造成的危險,甚至在登山炊煮過程中,也可能因為使用不當而早成了危險,因此在上週的科學實驗中,我們進行了「火」的實驗,觀察不同型態的火。

小時候我們就聽過,燃燒三要素:被燃物、助燃物(一般是空氣中的氧)、溫度,缺一不可,例如要將紙放在空氣中,如果溫度沒有到一定的高度,紙張是燒不起來的。

但是當一個已經在燃燒的物體,我們要如何中斷燃燒?

一般來說,小範圍的燃燒,遮斷「助燃物(空氣)」是最有效的方式,利如燃燒中的火盆,我們可以用沾濕的抹布直接蓋上去就可以阻斷空氣,當抹布下方空氣不足時,火就滅了。

這次實驗時沒有照相,這是拿之前示範的照片來充數,
我們實驗用的火盆有大一些。

有時候我們看到有人用手指捏熄燭火也是同樣的道理,因為手指貼合之後,燭蕊就與氧氣隔絕,燃燒反應也就被中斷了。

但是面對大範圍的火災,通常的作法就是利用大量的水來灌澆,以降低火場的溫度,當溫度達到燃點以下,火就會熄滅了。

那如果我們人身上如果著火之後該如何處理?

是趕快脫去衣服?還是趕快跑去有水的地方沖水?還是沖脫蓋泡送?

其實都不是,對於頭部而言,最簡單的就是用手掌直接壓上去,雖然壓上去的時候手掌可能也會有灼傷的情形,但是與其讓火一直在臉上燃燒造成更大的傷害,這時候用手直接去壓住火讓火熄滅是最快的方法。

對於身上著火的部分,首先我們向前趴下,然後開始旋轉,讓身體的側邊以及背後都能夠壓到地板,這樣壓住的地方,火就會隔絕空氣,也就會讓火熄滅,這是身體著火滅火自救的方法。

當然,如果旁邊有朋友,可以立刻趕快用沾了水的衣服,或者是乾的外套,直接蓋住著火人的身上,這樣子也可以讓火隔絕空氣,達到滅火的效果,最怕的就是我們拿著衣服,想要將火撲滅,結果用的是搧風的方法,結果就是讓更多的氧氣與火接觸,使火勢更大了。

實驗操作上,我們用紙綁成一個圓柱,在上面灑上酒精後點火,果然,一下子火就燒開了,如果將這個著火的圓柱體揮來揮去,火勢會跟著變大,但是我們如果讓它在地板上滾個一圈,結果火就滅了。

當然,人體不像圓柱體一般,而是有許多凹凸 的角落,所以在地上滾的時候,一定要設法讓身體成為棒型,手肘不要翹出來,這樣比較能夠跟地板貼近,達到滅火的效果。

燃燒有很多種情形,像剛剛介紹的都屬於表面的燃燒,但是如果可燃物可以形成細微的顆粒,在跟空氣充分的混合之後,燃燒就會變得非常激烈,也就是我們所謂的爆炸。

實驗時,我們在空瓶子中,倒入考少量的酒精,在充份的搖晃之後,有部分的酒精會揮發成為酒精氣體,之後再將未揮發的酒精倒出來, 瓶中揮發的酒精氣體,當然跟空氣是充分的混合,所以只要一點火,它就會形成類似爆炸的燃燒效果,將瓶子推出去。

最後我們做一個靜態觀察瓶中酒精氣體快速燃燒的現象,我們將酒精倒入一個透明的玻璃瓶中,充分搖晃之後,再將剩餘未揮發的酒精倒出來,此時瓶中周圍仍有少許的液體酒精,等到這些酒精也都揮發成為氣體,由於酒精的氣體密度比空氣來得高,所以這些酒精氣體會沉在瓶中,而將原來在瓶中的空氣都趕出來,靜置一會之後,我們可以說,這些酒精的氣體與外接的空氣接觸面,就只有瓶口的部分,所以 我們只要在瓶口點火,就可以看到火苗向下燃燒的現象。

這個動畫順序顛倒了

燃燒的影片連結:https://youtu.be/YxsBHylnKAM 。

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