石松粉：一种燃烧性能强大的新选择

我有这么个想法，对少年朋友来说，要具体讲明这一点，最好的办法也许莫过于把鲜明的对比结果让大家看。我这儿有点火药，我们知道，火药燃烧的时候是有火焰的，火药里含有碳和其他物质，这些东西合在一起，烧起来就会吐出火焰来。另外，我还有些铁粉在这儿，我打算用灰泥把铁粉跟火药和一和，让它们一块儿燃烧。不过，我还得来个事先声明，希望大家千万别为了好玩儿，也去如法炮制一番，以致造成什么损伤事故。要知道，这些东西倘若处理得当，还可以大有用场，但如果一知半解、粗心大意，也会后患无穷的。好，交代清楚，实验开始：我把这点火药放在这只小木钵里，再把铁粉倒进去跟它和一和。这样做的目的，是叫火药把铁粉烧着，跟它一起在空气中燃烧，好让大家看出，燃烧时发生火焰的物质，与燃烧时不发生火焰的物质，两者之间到底有什么区别。当我把这种混合物点燃以后，大家一定要细心地观察它的燃烧，这时你们将看到两种不同的情况：火药喷着火焰烧得很旺，铁粉被纷纷抛起，一颗颗自管自地在那儿燃烧，虽说在燃烧，可就是吐不出火苗儿来。现在，我用火把它点着了，瞧，火药烧得火焰直冒，铁粉呢，完全是另一种燃烧形式。这两种燃烧形式是截然不同的，而火焰的美丽之处，它所以能被我们作为照明之用，也正是由于这种区别。为了照明，我们用油、煤气或蜡烛，它们所以能符合要求，也完全依赖这种截然不同的燃烧形式。

有时候，火焰的燃烧是如此奇妙，需要高度灵敏的辨别力，才能把它的各种不同类型一一区别开来。比方，这儿有一种燃烧性能很强的粉末，叫作石松粉^[1]，由许许多多分散的微粒组成，而其中的每一颗微粒，都能产生一种气体，吐出它自己的火苗儿。可是，当你眼看它燃烧的时候，你就分辨不出这些分散的微粒，只当它喷的是一股火焰。现在，我把这些石松粉装在玻璃管里，朝点着的酒精灯吹去，叫它们烧起来，看看有些什么反应。喏，我们看到了一片火光，分明是一块整体，可是从它发出的一连串声响上，却又证明了石松粉的燃烧既不连续，同时也是很不规则的。我们在舞台上看到的闪电，其实就是这种粉末燃烧的结果，看上去惟妙惟肖，效果非常好。不过，这个例子跟刚才谈的铁粉燃烧是有所不同的，我们还是回过头来讲铁粉吧。

假如取支点燃的蜡烛，把我们认为最亮的部分仔细检查一下，即可发现其中有一些黑色的微粒。这些微粒，大家已经在火焰里看到过很多次了，可是这一回，我要叫它从不同的地方冒出来。我拿这支蜡烛，把由于气流影响而造成的淌蜡清除干净，再用根玻璃管不偏不倚地插入这块最亮的地方，像头一次实验时所做的那样，只是略微高一点，我们且来看它产生什么结果。大家瞧，原先冒白色气体的地方，这会儿换成了一种黑色气体，黑得像墨水一样的气体。可以肯定，它跟白色气体有很大不同，要是拿火去点，它非但烧不起来，反倒把火给弄熄了。以前我说过，这些微粒就是蜡烛冒出的黑烟，它使我们想起了“用蜡烛在天花板上写字”的那个老故事。讲到这里，或许有人会问：这种黑色物质到底是什么呢？哈，说起来一点也不新鲜，原来它跟蜡烛里的碳是一模一样的东西。

事情很明显，它的的确确是藏身于蜡烛之中，否则我们也不可能在这儿见到它。那么，或许有人又要问了，它是怎么从蜡烛里跑出来的呢？这一点，请听我慢慢解释。大家也许根本不会想到，那些以黑色微粒或黑烟形式在全伦敦到处飞扬的物质，恰恰是火焰借来表现其美丽、发挥其生命力的东西。这种物质在火焰中的燃烧，与铁粉在火药烈焰里的着火情况，是完全一样的。请看，这是一块火苗儿穿不过去的铁丝网，只要我把它低低地放到火焰上，往通亮的那块地方轻轻一盖，火焰立即暗淡熄灭，冒出一股烟来。

我希望大家记住这一点：凡是像火药烈焰中的铁粉那样燃烧时不变成气体，而是化为液体或仍然保持固体的物质，燃烧起来就分外明亮。为了证实，除蜡烛之外，我又给大家举了三四个具体实例，着重地加以说明。因为这条原理对所有物质，无论它是可燃的或不可燃的都能适用，只要它在燃烧中保持固体状态，它的光度便特别强。而蜡烛所以能辉耀明亮、大吐光华，也正是因为烛焰中有这种固体微粒存在的缘故。

这儿有根白金丝，白金受热后是不会熔化的，如果把它放在火焰里烧，你瞧它发的光有多亮。现在，我把火弄小些，只让它发一点光，可是，尽管它给予白金丝的热量要比它本身含有的小得多，但大家照样可以看出，白金丝发射的光亮仍然非常强。不错，我用的这种火焰里面含有碳，那么，我就改用一种不含碳的来进行试验。请注意，这个容器里装有一种不含固体微粒的燃料，这种燃料，管它叫液体也可以，说它是气体也没关系，完全可以随你的便。我之所以选中它，是因为它燃烧时不产生任何固体物质。如果我把这块固体物质放进去和它一起烧，你看它的热力有多大，烧得那块固体物质多么明亮。

现在，我用这根管子来输送这种名叫氢的气体（下次我们要全面地谈氢的问题），另外这儿还有一种名叫氧的物质，氢得到它的帮助就可以燃烧。不过，氢氧混合物产生的热量，虽然远远超过烛焰所含的热量，可它发出的光度却很弱。但是，假如我取点固体物质往氢氧混合物的火焰中一放，那它立刻变得光芒四射，闪亮通明了。比方，拿块既不着火也不汽化的石灰（因为它不汽化，所以仍保持固体状态，保持本身热量）放进氢氧焰里，火焰光度马上会发生显著的变化。大家看，氢在氧的帮助下燃烧起来了，它的热力极其强大，可它的光度还是小得可怜，这显然不是因为热量不足，而是由于缺乏在燃烧中能够保持固体状态的微粒。要是我把这块石灰往氢氧焰里一放，你瞧它吐出的火焰变得多亮啊！这是石灰发出的灿烂光华，可以与电灯比美。

我还有块炭在这儿，它是可以燃烧的，同时也能像在蜡烛里那样，以完全相同的方式为我们发光照亮。我们知道，烛焰的热力分解着蜡的气体，分离了碳的微粒，于是，这些灼热的碳粒，便向上飞升，并像我们现在看到的这块炭一样，发射着明亮的光芒，跑进空气里去了。但是，这些微粒在燃烧以后，从不以碳的形式离开蜡烛，而是化为一种肉眼无法看见的物质，飞进了空气层。这一点，我们以后再详细谈。(www.xing528.com)

大家想想看，这样的变化过程，像炭这样又黑又脏的东西，居然能变得如此白热明亮，岂不是件美妙离奇的事！通过这些事例我们可以看出，一切明亮的火焰中，都含有这样的固体微粒；一切既能燃烧又可以产生固体微粒的物质，不论其固体微粒的产生，是像蜡烛那样在燃烧的过程中，或是如同火药与铁粉，紧接在燃烧之后，都能为我们发射灿烂美丽的光芒。

关于这个问题，我还可以给大家举几个具体例子。这儿有块磷，它烧起来光度也是挺亮的。好，既然如此，我们马上可以确定一下，看看磷产生固体微粒，是在燃烧进行的时候呢，还是在燃烧之后。请大家注意，我用火把磷点着了，并且用这个玻璃罩把它罩了起来，不让烧出来的东西跑掉（图⑳）。你们看，这些烟是什么？这些烟就是磷燃烧时产生的固体微粒。另外，这儿还有两种物质，一种是氯酸钾，另一种是硫化锑，我把它们放在一起略微拌和一下，这样我们就可以用许多不同的方法，让这种混合物烧起来。

图⑳

首先，我把一滴硫酸滴到这种混合物上，瞧，它立刻起了化学作用，顿时燃烧起来了。^[2]现在，大家可以运用已有的科学知识，根据事物的表面现象自己做出判断，这些东西在燃烧时是否有固体物质产生，有或者没有，你们完全能够区别。因为除了固体微粒的逐渐消失以外，这种明亮的火焰还能意味什么呢？

大家再看，这儿有只坩埚放在火上烧，我要往坩埚里扔点锌粉，这种锌粉燃烧时发出的火光跟火药很相像。我做这个实验，目的是想叫大家看了之后，回到家里也可以照样模仿。现在请大家注意这种锌粉的燃烧结果，瞧，它烧起来了，可以说，烧得像蜡烛一样漂亮。但那些烟是什么呢？那一小片一小片的毛毛云，古时候管它叫“哲学羊毛”^[3]的又是什么呢？等到烧过之后，坩埚里还会留有这种毛茸茸的东西。假如用块锌另行试验，结果也会发生同样情况。喏，这是一块锌，这是氢燃烧时喷出的火焰，我先把这块金属拿到烛焰上一烧，瞧，它亮起来了，它在燃烧，并且烧成了一种白色物质。如果用这种氢焰代替蜡烛，把锌块放进去烧的话，大家也会看出，只要在燃烧的作用下，在它保持灼热的时候，这种物质就可以闪耀发亮，大放光华；要是拿锌烧成的这种白色物质往氢焰里一放，你瞧它发的光多亮多美，这完全因为它是一种固体物质的缘故。

我还要想办法把刚才那种火焰里的碳质微粒解放出来。这儿有点莰烯，它一烧起来是要冒烟的，但，假如我让这种黑烟微粒通过这根管子，投身到氢焰里去的话，由于第二次加热作用，它们也会燃烧起来，也会发亮吐光的。喏，这些就是再次燃烧了的碳质微粒，只要拿张纸放在它们后面一衬，你们很容易看出，这些火焰中的碳粒，由于受到热力影响，即行燃烧起来，一经燃烧，便发出明亮的光芒。当碳粒没有分解出来的时候，火光是不太亮的。煤气的火焰也跟烛焰一样，只有当碳粒在燃烧过程中分离出来以后才会闪耀发亮。不过，我马上可以改变这种情况，比方说，这儿的煤气烧得挺亮，如果我往燃烧的地方加进大量空气，使所有冒出来的煤气在碳粒分离之前即全部燃烧起来，那它的火光就不会如此明亮。这一点，我可以用下面的试验给大家看：取只小铁丝罩罩住煤气出口，然后在罩上把冒出来的煤气点着，由于煤气在燃烧前混进了大量空气，所以发出的火光蓝幽幽的，一点不亮。如果我把铁丝罩稍稍升高一点，瞧，光是上面有火，下面并不燃烧。我们知道，煤气里含有许多碳质，但由于空气趁它还未着火燃烧的当儿，就跑上去跟它混合起来，所以弄得吐出来的火苗儿惨白幽蓝，毫无生气。假如我把烧得通亮的煤气火焰吹上几吹，让所有的碳质在还未达到灼热发亮的程度时就烧得一干二净，煤气火焰也会变得蓝幽幽的，失却了原有的亮光。为什么这样一吹，火光亮度就大不如前了呢？说起来理由只有一个：因为火焰中的碳质在还未获得自由的时候，即碰上了充足的空气，葬身在烈火之中了。换句话说，造成这种区别的唯一原因是：固体微粒未能在煤气烧完之前分离出来。

大家看得很清楚，蜡烛燃烧的结果，生成了一些产品，在这产品中，有一部分可说是以碳或黑烟的姿态出现的。如果碳再进行燃烧，它又会生成另一种产品，而查明这种产品对我们说来具有非常重要的意义。我们已经知道，燃烧的时候，有些东西的确是跑掉了，现在我想让大家明白，燃烧时跑到空气里去的东西究竟有多少。为了说明这一点，我要让燃烧的规模略微扩大一些。