◆徐 海 鄒欞釋 蒿柯宇 王耀墀
人類對火的控制使用是舊石器時代晚期的偉大發(fā)明,人們用火驅(qū)趕野獸、烹飪食物、取暖等,火的發(fā)現(xiàn)和利用是人類文明進化的關(guān)鍵因素。然而易燃物稍有不慎,遇到火便會付之一炬。
在科學(xué)實驗室里,我們就有辦法讓易燃的手帕脫離火的“魔爪”。一起來看看,如何使用科學(xué)“魔法”讓手帕“燒不壞”!
無水乙醇、清水、燒杯、量筒、玻璃杯、手帕、鑷子、打火機。
1.取相同規(guī)格的空燒杯兩個,其中一個倒入60 mL無水乙醇,另一個倒入30 mL清水。
2.將無水乙醇與清水混合后攪拌均勻,將手帕放入盛有混合液的燒杯中。注意,手帕要完全浸入混合液。
3.用坩堝鉗將手帕夾起,并自然滴干多余的水分。
圖1 往兩個空燒杯中分別倒入無水乙醇和水
圖2 將手帕完全浸入混合液
圖3 夾起手帕直至不再有水滴落(不可用力甩)
4.點燃手帕并輕輕揮舞,手帕雖被點燃,但并沒有被燒壞。
圖4 手帕被點燃但未被燒壞
中南大學(xué)教授 徐 海
酒精的沸點是78 ℃,而水的沸點是100 ℃。與水相比,當手帕被“點燃”后,酒精易從手帕中揮發(fā)出來燃燒,而大部分水仍留在手帕中保護手帕。此外,在酒精燃燒的過程中,一部分水變成水蒸氣,水分蒸發(fā)會帶走很大一部分熱量,從而降低手帕自身的溫度,手帕達不到燃點,自然就不會被燒壞了。
不同物質(zhì)具有不同的熔、沸點,這與形成這種物質(zhì)的微粒之間的作用力的形式有關(guān)。物質(zhì)沸騰時需要破壞物質(zhì)顆粒之間的作用力,而物質(zhì)顆粒之間的作用力包括化學(xué)鍵和范氏力,其中化學(xué)鍵包括離子鍵、金屬鍵和共價鍵。
離子鍵、金屬鍵、共價鍵鍵能較大,因此以這些化學(xué)鍵形成的物質(zhì)熔、沸點較高(如金剛石、食鹽和一些金屬等的沸點一般都在800 ℃及以上)。而范氏力的作用力較小,因此以分子間力(范氏力)形成的物質(zhì)一般熔、沸點較低(如冰、干冰等的沸點一般在100 ℃及以下)。