烟花那些不为人知的秘密
2021-04-25材料科学与技术学院刘英琪
发明与创新 2021年14期
◆材料科学与技术学院 刘英琪
学科分类:化学
歌词重温:烟花啪地一声,在夜空绽放,在夜空绽放,静静地消失不见。——米津玄师《打上花火》
科学密码:
烟花临空闪耀,五颜六色,它们是如何从一根根炮管变成花火的?
首先要从原料说起。放过鞭炮的小伙伴都知道,鞭炮是用纸包着一些灰黑色的固体,然后从里面伸出一根引线而制成,点燃引线后,鞭炮就会爆炸。烟花与鞭炮类似,只是它的体积更大,而且升空爆炸后会呈现出不同的形态和颜色。
烟花中那些灰黑色的固体是硫磺、木炭和硝酸钾的混合物,它们也是制造炸药的原料,其反应化学方程式为2KNO3+3C+S=K2S+N2↑+3CO2↑,在 反应过程中还会发出巨大的声响。
其次是高度,烟花要上升足够高才能被更多的人看到,而且也更安全。
烟花升空的原理和发射炮弹的原理一样。在一个底部密闭的管道中,放入推进火药,火药被点燃后会产生高温气体,将烟花“炮弹”推射出去。由于重力的影响,烟花“炮弹”在上升过程中速度逐渐下降,直到降为零时达到最高点,然后爆炸。
在观看烟花表演时,有特殊花样的烟花绽放时总会引起人们的尖叫,这些不同的花样又是由什么决定的?
烟花“炮弹”内除了炸药还有“星体”,“星体”在爆炸后可以向各个方向发射,发射方向和模式取决于烟花的组合方式,每一级的火药爆炸都可以把“星体”推到事先设定的模式或方向上。“星体”在空中的排列方式就是我们看到的烟花的各种形状。