隔空点火
2024-06-01
相比现在的“00 后”“10 后”,我出生在一個物质相对匮乏的年代。不过,这丝毫不影响我们这代人享受童年的快乐:下河摸鱼,滚铁环,爬竹竿,丢沙包,稻田里掘泥鳅,烤红薯……
笔芯吹火苗的玩法估计很多朋友小时候都试过。本期实验,我重温了童年的快乐,又玩了一次吹火苗的“把戏”。不过,我的道具升级了:我用一支特大号注射器对准蜡烛火苗吹气,吹出的蜡烛火苗威力竟超出了我的想象。小小的烛火,威力从何而来?里面又蕴含哪些科学道理?
实验现象及原理
通过上面的实验,我们可以发现:用注射器针头朝蜡烛火苗吹气,竟可以远距离地点燃纸板。
这是什么原理?
可燃物、助燃物、温度是构成燃烧的必要条件。注射器推出的高速气流增加了氧气(助燃物)的供给量,让火苗燃烧更加充分。线性气流使火苗的能量集中且呈喷射状击向纸板,增加了单位时间内燃烧产生的热量,热交换更加剧烈,温度得以迅速提升,从而远距离地点燃纸板。
知识链接
蜡烛燃烧时,外焰温度最高,一般在500℃左右,内焰温度一般300 ℃ —350 ℃, 焰心温度最低, 一般250 ℃ —300℃,当然,不同的蜡烛,温度会有差异。无论是酒精灯,还是烛火,其外焰的温度都比内焰高,所以加热物体要使用外焰。农村的土灶,灶膛空而高,为的就是让柴火的外焰更好地加热锅底。
造成火焰内外温差的根本原因在于空气的含氧量。内焰和焰心缺乏氧气,所以燃烧不充分,温度较低;外部的火焰氧气充足,燃烧更完全,所以外焰温度比内焰更高。
由于喷射火焰流速快、温度高,在单位时间内能带来更多热量,因此在相同加热面积的情况下,喷射火焰会更快地将物体加热。高压火枪、酒精喷灯、防风打火机就是利用这个原理制成的。
今天的实验的要领在于细管的选择,如果去掉针头,直接用注射器吹气,效果将大打折扣。笔者小时候玩的笔芯吹火苗游戏,也需要将金属笔尖的细滚珠去掉,才能将火苗吹出威力来。
特别提醒:
本期的实验涉及高温及明火,为确保实验安全,儿童请在家长或老师的陪同和指导下开展实验。