火的发明大约在公元前50万年。在北京周口店中国猿人生活过的山洞里,曾经发现有很厚的灰烬和一些经火烧过的动物骨骼化石与灰土,这证明他们已经学会了用火。
火的利用可以说是人类在化学史上的第一个发明。人类由于使用了火,不仅有了防御野兽侵害的有力武器,而且从吃生食改变为吃熟食,缩短了消化过程,从而促进了人类机体的生理变化和发展。火对于人类物质文明的发展也具有重要意义,陶器的制造以及金属的冶炼都是由于使用了火的结果。
关于火的问题,在17世纪末和18世纪初,由于欧洲冶金工业的迅速发展,要求化学家们对金属的冶炼和煅烧等现象作出解释。大约在1700年左右,德国化学家斯塔尔等人提出了一个燃素学说的理论,认为在一切可燃性物体中都含有燃素,不能燃烧的物质是因为缺乏燃素。这种错误的学说统治了化学界近一百年,阻碍了人们对火的本质的探讨,一直到1777年拉瓦锡发现了氧,才把燃素学说彻底推翻,揭开了燃烧之谜。拉瓦锡向巴黎科学院递交了《燃烧概论》的科学报告,他指出:燃烧能够放出光和热,物质燃烧是可燃物跟空气里的氧气所发生的化学变化。
在当今社会里,燃烧广泛地应用于生产和生活中,人们利用燃烧放出的热量,熔炼金属;在家庭生活中,烧水、做饭、取暖;利用柴油、汽油的燃烧,开动火车、汽车、飞机、拖拉机;利用火药急速燃烧而引起的爆炸,劈山开矿,挖掘隧道;在军事上,制造炸弹、炮弹、凝固汽油弹、火焰喷射器,打击来犯的敌人;而高能燃料液态氢的燃烧,能产生强大的推力,把巨大的宇宙火箭送入太空。
燃烧既能造福于人类,也能给人类带来灾害。众所周知,燃烧能引起火灾。1987年,我国大兴安岭的一场特大森林大火,燃烧了28天,火灾面积达101万公顷,使国家和人民的生命财产遭受了巨大损失。
在煤矿里,瓦斯或煤尘的急速燃烧,能造成严重的爆炸事故,生产面粉的车间,飞扬于空气中的细小面粉颗粒,在空气中达到一定含量时,遇明火也能急速燃烧而引起爆炸。
在工业集中、人口众多的大城市,煤、石油产品、天然气等燃料的燃烧,会产生一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物以及颗粒粉尘等空气污染物,危害人类健康。
在日常生活中,人们每天都要同火打交道,烧水、做饭,样样离不开它。然而,用火必须注意防火,忽视安全、思想麻痹或缺乏防火知识就可能导致火灾,给人们带来痛苦和灾难。
任何一场火灾的发生,都要具备三个条件,即可燃物(如纸张、木材、棉花、油类等)、助燃物(如空气)和着火源(如烟头、灰火等)。如果把这三个条件分别控制起来或隔离开,火灾就不可能发生;如果去掉其中的某一个条件,火灾也同样不会发生。
每一种可燃物都有自己的燃点和自燃点。例如,木材的燃点一般在250℃~350℃,自燃点一般在350℃左右;棉花的燃点为150℃左右,自燃点约为400℃;汽油的燃点在-58℃~10℃,自燃点在255℃~530℃之间,食用油的燃点在140℃~300℃之间,自燃点在350℃~570℃之间。如果温度达到了这些可燃物的燃点时,遇到明火就会着火,当然,燃点越低,越易着火;若温度达到了可燃物的自燃点,即使不遇明火也会起火。因此,预防火灾最重要的措施是对可燃物要妥善保存,尤其要避免与火种接触。
水有良好的灭火性能,是最常见、最经济、最方便的灭火剂。水有很大的热容量,1升水升高1℃能吸收1千卡的热量。因此,把水浇在柴草、木材等一般燃烧物上,能使燃烧物的表面温度迅速降到燃点以下;同时,1升水受热气化后能产生1700多升的水蒸气,水蒸气可以稀释燃烧区的可燃气体和助燃气体的浓度,并能阻止空气进入燃烧区,从而使火熄灭。
但是,并不是所有的火灾都能用水作灭火剂。例如,油类失火、电器失火等。油类的比重比水小,且与水互不相溶,水浇洒在燃烧的油上,会发生冷水遇高热的喷溅现象,油浮于水面继续燃烧,并随水流溢使燃烧面积扩大。水有一定的导电性能,用直流水柱扑救电器设备火灾会电伤人。(www.xing528.com)
一种简便、容易操作的灭火器叫泡沫灭火器,它是一个带有喷嘴、提手和顶盖的圆柱形红色钢瓶,钢瓶内盛有碳酸氢钠溶液发泡液和一瓶硫酸铝溶液,挂在墙上待用,一旦灭火器倒转过来以后,本来分开盛放的碳酸氢钠溶液和硫酸铝就可以混和在一起,发生下列化学反应:
泡沫灭火器内药液反应后能产生胶状氢氧化铝,它与所添加的发泡剂在反应产生的二氧化碳的作用下能形成大量泡沫,这些泡沫被喷洒到可燃物上以后,在其表面形成一层较厚的泡沫覆盖层把可燃物与空气隔绝开,因此泡沫灭火器灭火效果很好,特别对扑灭油类失火,更有独到之处。
值得注意的是,使用泡沫灭火器之前,必须留心检查喷嘴是否畅通,如果喷嘴堵塞,倒转后泡沫不能喷出,瓶内压强增大,钢瓶有发生爆炸的危险。
灭火器的种类很多,常用的还有干粉灭火器(其中的干粉灭火剂可用碳酸氢钠、磷酸铵或氯化物等)、二氯化碳灭火器(里面装的是固态二氧化碳)、四氧化碳灭火器(里面装的是四氯化碳液体)等。不同的灭火剂有不同的灭火性能,因此,在扑救不同性质的火灾时,必须选择相应的消防器材。
一谈到火,人们很自然地就会联想到火柴。小巧玲珑的火柴,一擦就着,它是人们取火最简便的方法。在火柴没有发明之前,人类只能用钻木或用坚硬的燧石(主要成分是二氧化硅SiO2)与钢质小刀猛烈相击的方法获取火种,不难想象,这该是多么不容易!
世界上第一根火柴是二百多年前在意大利诞生的,那可以说是一根巨型火柴,因为它是用一根1米多长的木棒制成的,在棒的一端粘上一个用氯酸钾、糖和阿拉伯树胶调合起来做成的一个大疙瘩,使用的时候,把这个大疙瘩浸到浓硫酸中,它就会发火燃烧起来。这是因为氯酸钾接触到浓硫酸以后,发生化学反应,产生了一种性质十分活泼的二氧化氯,二氧化氯跟糖反应引起燃烧。这种火柴又大又重,携带很不方便,还要同时带着危险的硫酸,而且价格昂贵,所以未能推广。
到了19世纪初,瑞典人发现了摩擦火柴。摩擦火柴小巧灵便,很快在各国流行开来。这种火柴头上涂有硫磺,再覆以白磷、铅丹或二氧化锰及树胶的混合物。白磷的着火点仅有40℃,所以只要在墙上、桌面上或鞋底上一擦就能着火。白磷点着以后,在强氧化三铅或二氧化锰的帮助下,使易燃的硫也燃烧起来,接着又引燃小木棒。
摩擦火柴虽然使用方便,但很不安全,因为一旦温度超过了40℃,白磷就会自己燃烧起来,而且白磷是一种剧毒物,误食0.1克就会中毒死亡。
1855年,瑞典人伦塔斯托鲁姆用红磷代替白磷,设计制造了世界上第一盒安全火柴。红磷无毒,其着火点比白磷高许多,为240℃,这就弥补了摩擦火柴的不足。他把引火剂分为两部分,氯酸钾和三硫化二锑沾在火柴头上,红磷、玻璃粉、胶液涂在火柴盒侧面。擦火柴时,红磷着火,引着火柴头上的易燃物。火柴杆是用木质松软的松木或白杨木做的,前端还用石蜡和松香充分浸透,使火柴杆易被引燃。这种火柴只有在火柴盒上摩擦时才会点着,既没有毒,又不易引起火灾,故称之“安全火柴”。这种火柴很快取代了摩擦火柴并行销全世界,一直到现在。
火柴诞生已经二百多年了。在这二百多年中,经过人们不断改进,制造了许多具有特殊性能的火柴,使火柴家族日益兴旺发达。如防风火柴、焊接火柴、多次火柴等等。
在日常生活中,人们每天都要同火打交道,然而,用火必须防火。忽视安全、思想大意或缺乏防火知识就可能导致火灾,给人们带来痛苦和灾难。
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