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每日科普|点亮我生命的“火火火”

“你是我的小呀小苹果

怎么爱你都不嫌多

红红的小脸儿温暖我的心窝

点亮我生命的火

火火火火火”

这首歌曲中,“火”是抽象的,它代表着蓬勃向上的能量;它又是具体的,是促进工具发展、科技进步的一大支柱。当它剧烈地燃烧起来,仿佛世上再也没有什么能有它夺目一般。那么,关于苹果与火之燃烧又有哪些有意思的科学知识呢?

苹果的红色是怎么来的

“你是我的小呀小苹果,就像天边最美的云朵”。苹果如火般鲜艳的红色是怎么来的?

 

成熟的苹果一般都是红色的,这里面有内外两个原因。内因是这些苹果里都含有一种叫花青素的营养物质,花青素增多就会显出红色;外因则是太阳光,当阳光照射苹果,受照射的这一边的花青素就会大量增多。如此一来,苹果向阳的这一边就会逐渐变成红色。相比之下,另一边就会显得绿色的成分更多一些。至于有些苹果(如黄香蕉)不管怎么晒,也不会变红,是因为它们含的花青素少,含叶黄素则较多。

为什么火焰总是向上?

“让太阳每天为你升起,变成蜡烛燃烧自己,只为照亮你”。自我们的祖先开始学会用火时,一个全新的时代就这么开启了。火的发现和使用,是人类文明一大进步的标志。

燃烧过程必须有“燃烧三角”——可燃物、燃点温度、氧化剂三项并存,缺一不可。“燃烧三角”促成了反应的产生,从而使燃烧持续。如果反应不能得到有效地控制,就造成了火灾。

失去控制的火灾会给人们带来不可挽回的经济、财产损失,甚至带来重大的人员伤亡。由于火就是一种燃烧的形式,如果切断“燃烧三角”的任何一个条件,燃烧就会终止,火灾就可以扑灭。所以,真正面对火灾时,我们可以根据火灾的类型来选择该切断哪个条件以达到快速有效灭火的目的。

为什么火焰总是呈现出一种“蓬勃向上”的状态?

 

最根本的原因还是由于空气的对流作用引起的。火焰产生热量,使得周围部分的气体的温度迅速地上升。暖空气比较轻,会上浮;而冷空气较重,会往下沉,形成了空气的对流。下沉的冷空气和周围补充的冷空气又再次被火焰加热,上浮升空,火焰也就被带向上方。如果点燃较大的火焰,四周冷空气纷纷往中间的火焰温暖处扑,便形成了火焰熊熊向上的姿态。

解开恐怖的“鬼火”之谜

早在800多年前,南宋诗人陆游在《老学庵笔记·卷四》里提及:“予年十余岁时,见郊野间鬼火至多,麦苗稻穗之杪往往出火,色正青,俄复不见。盖是时去兵乱未久,所谓人血为磷者,信不妄也。今则绝不复见,见者辄以为怪矣。”陆游在此指出,“鬼火”实际上是磷火,是很普通的自然现象。

“鬼火”为何多见于盛夏之夜?人体的骨骼里含有较多的磷酸钙,当人死后,埋在地下的躯体开始腐烂,同时在无氧条件下发生着各种化学变化,磷元素由磷化钙状态转化为磷化氢。磷化氢是气态物质,燃点不高,容易与空气接触发生反应。

本来磷化氢不易与氧气发生自燃,但由于生成的磷化氢中往往又混有联膦,而联膦的着火点非常低,常温下遇氧气即可自燃。微量的联膦自燃以后,产生的温度又引燃了磷化氢,于是产生“鬼火”的现象。

盛夏天气炎热,温度很高,化学反应速率加快,磷化氢易于形成。这也是“鬼火”为什么多见于盛夏之夜的原因。

为什么“鬼火”还会追着人“走”呢?在夜间,特别是没有风的时候,空气一般是静止不动的。由于磷火很轻,如果有风或人经过时带动空气流动,磷火也就会跟着空气一起飘动,甚至伴随着人的步子,你慢它也慢,你快它也快;当你停下来时,由于没有任何力量来带动空气,所以空气也就停止不动了,“鬼火”自然也就停下来了。

这种现象绝不是什么“鬼火追人”,而是因为当你移动时,脚周围空气的流速快、压强小,所以磷火在大气压强的作用下,就会跟着你走了。

火,象征着技术;而如何创造、利用火则象征着知识。作为科技高速发展时代下的我们,要用“火”一般热烈的渴求知识和技术的精神,去发现和探究更多世界的真理,为我们的后代、人类的文明创造更多的有利条件和物质基础。(第一作者徐海系中南大学教授,湖南省科普作家协会青委会主任)

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