爆炸的條件有三個:
(1)有限的空間;(2)急劇的燃燒;(3)產生大量的熱。
為方便下面的分析,把燃燒的三個條件也列出來:
(1)可燃物;(2)充足的空氣或氧氣;(3)達到可燃物的著火點。
急劇燃燒表現為部分可燃物先被點燃,這些可燃物燃燒產生的熱量使周圍未燃燒的可燃物達到著火點,然後這些剛被引燃的可燃物產生的熱量又使自己周圍未燃燒的可燃物達到著火點,這樣傳遞下去,瞬間引燃所有的可燃物,整個過程非常迅速,相當於所有的可燃物在同一時間全部燃燒,短時間內產生大量的熱,熱量散發不出,使氣體體積迅速膨脹而爆炸。
為什麼沒有到達極限就不能爆炸呢?
沒有到達極限只有兩種情況,可燃物過多或者可燃物過少。
可燃物過多時,助燃性氣體(就拿氧氣說明)相對少了,雖然一開始點燃的部分可燃物燃燒產生的熱量可以使未燃燒的可燃物達到著火點,但由於氧氣量太少,只能支持一開始點燃的那部分可燃物燃燒,使的剩下的可燃物因沒有助燃性氣體而不能燃燒,就是說短時間內只有部分燃燒,產生的熱量很少,氣體膨脹的不厲害,達不到爆炸的條件。
同樣,可燃物過少時,氧氣相對多了,雖然氧氣有剩餘,但由於可燃物太少,沒有更多的可燃物同時被引燃,就是說可燃物太少了,短時間內所有的可燃物同時燃燒,產生的熱量也很少,氣體膨脹的不厲害,達不到爆炸的條件。
這也就是為什麼固體和液體很難發生爆炸。可燃性氣體與空氣是充分混合的,而固體或液體與空氣的接觸面積比可燃性氣體與空氣的接觸面積小的多,只有外表面與空氣接觸,很難被點燃。事實上,固體或液體一定要受熱轉化成氣態才能燃燒,(因為只有與空氣接觸的可燃物表皮才能發生燃燒,燃燒產生的少量熱量達不到周圍未燃燒的部分,火會立即熄滅,只有利用一開始可燃物表皮燃燒產生的一點熱量使部分未燃燒的可燃物變成氣態,氣態可燃物與空氣的接觸面加大,容易燃燒,由於變成氣態的可燃物密度比空氣小,向上升,使得火焰向上,現在知道了為什麼火焰永遠是向上的吧,除了一些特殊的打火機,那些火焰之所以能向下,是因為把可燃性氣體噴射出的速度提的很高,可燃性氣體上升還要克服一開始向下的俯衝速度,所以還沒上升就被燒掉了;一般的打火機火焰還是永遠向上的,利用這點如果想使固體可燃物燃燒更旺的話,只要把正在燃燒的固體倒立起來就行,火苗對著未燃燒的部分烤就行了。火焰是什麼形狀就表明可燃物蒸氣在空中是什麼形狀,為什麼對著火焰吹氣,火焰會隨氣流方向偏?實質上是把可燃物蒸氣吹動發生了方向偏轉)。燃燒產生的熱量大部分散到空中,少部分熱量提供周圍未燃燒部分繼續變成氣態,然後再燃燒,但氣化是需要很多熱量的,(石蠟沒有燈芯就不能燃燒就是這個原因,我們點石蠟的熱量先使固態石蠟變成液態,然而石蠟的沸點大概500攝氏度,比較高,由於液態石蠟導熱性好,會把我們提供給它引燃的熱量迅速的導走,使液態石蠟達不到氣化的條件,不能燃燒,燈芯其實就是提供給液態石蠟一個氣化的媒介,液態石蠟由於毛細原理會順著燈芯爬上去,然後受熱就很容易氣化了。石蠟的沸點高也很好檢驗,把燒的很燙的小刀立即放入水中會聽到哧哧聲,那是由於液態水受熱變成水蒸氣形成了氣流而發出的聲音,但如果把同樣燒熱了的小刀接觸融化了的石蠟,就沒有聲音,說明石蠟沒有被氣化。)所以單位時間只能氣化少量的可燃物,就是說短時間內只有少量的可燃物燃燒,這就解釋了為什麼一般固態或液態的可燃物只能持續穩定的燃燒,卻不能爆炸。同樣,麵粉塵,煤塵雖然是固態,但漂浮在空中遇明火會爆炸也就很好解釋了,因為麵粉塵,煤塵與空氣充分混合,不存在一開始只能燃燒整個可燃物一點表皮的問題,就是說只要點燃部分,由於充分燃燒產生較多的熱量迅速傳給周圍未燃燒的麵粉塵或煤塵,然後快速的傳遞下去,整個過程非常的急劇,構成了爆炸的條件。所以麵粉廠,煤廠,煤礦要禁明火。
純淨的可燃氣體燃燒不會爆炸也是這個道理,一開始噴出的部分氣體可燃物發生燃燒,產生的熱量能使在容器裡面接近容器口的未排出的可燃氣體達到著火點,但由於這些氣體未能與空氣接觸,雖達到著火點卻不能燃燒。所以純淨的可燃氣體能保持只燃燒噴出來的少量氣體,卻不會因為把容器內未排出的氣體引燃而發生爆炸。
總而言之,言而總之,在有限的空間內,大量的可燃性物能在瞬間同時被點燃就能發生爆炸。
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