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2015年7月5日 12:26 董曉光/整理報導

3分鐘認識「粉塵爆」

1.燃燒三要素為:可燃物、到達燃點、氧氣。

燃燒現象看似簡單,其實不盡然,如果認識不徹底,稍一疏忽就會帶來上面的悲劇。一堆麵粉你比較難點燃,但如果工廠的生車間到處都飄大量麵粉,則又會引起恐怖的爆炸,而粉塵爆炸,其實是一種極其劇烈的燃燒。

2.表面效應:粉塵爆炸的原理不難理解,我們可以從物體的表面積入手。

一個邊長為1厘米的方糖(或者冰糖),它前后左右上下共有6個面,也就是共6平方厘米的表面積。假如把這個方糖一刀分成兩半,顯然,現在又比原來多出了兩個面,也就是多出了2平方厘米的面積。

假如我們不停地往下切分,那肯定就會多出很多很多的面。增加的面多了,就明表面積增大了。為了更好地明問題,咱們以納米尺度為例,假如把剛才那塊方糖切分成無數個邊長只有1納米的小立方體,那麼,表面積將從原來的6平方厘米變成6000平方米,面積竟然增加了一千萬倍!表面積增大,意味方糖與外界(比如空氣、水等)的接觸面積增大了。所以,一塊方糖放到一杯水裏面后,你不會立即從水中喝出甜味來,因為方糖跟水的接觸面積很小,需要很長時間才能溶化。可假如你把剛才那塊方糖研磨成粉末,甜味立即就出來了。同理,如果把這堆麵粉鼓吹起來,使他們大量地漂浮在屋子裏面,這時麵粉與空氣中氧氣的接觸面積就大大增加了,只要一點兒火花,空氣中的麵粉就會極為迅速地燃燒,從而發生爆炸。

綜上所述,物體的表面積如果大大增加,就會帶來很多神奇的效應,這就是表面效應。

關於表面效應,我們還可以再舉一些例子。比如,鐵塊很難點燃,但把鐵塊變成納米尺度下的鐵粉之後,鐵粉不用點,因為它會自燃。除了鐵,納米級的鋁粉也是這樣的,納米鋁粉燃燒速度極快、放熱量也非常大,所以,它常常被添加在火箭燃料裏面。

俗話“真金不怕火煉”,平時,黃金要到1064°C高溫時才會熔化,但是,當黃金被製成2納米的金粉時,熔點卻只有327°C,基本上,你點一根火柴就能把納米黃金給熔化了。