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趣味小实验——纸包不住火吗?

(2010-05-15 15:05:45)
标签:

杂谈

分类: 化学实验室

 

人们常说“纸是包不住火的”,果真如此吗?

课堂上,老师拿出了一团棉花,拉松后用半张报纸蓬蓬松松地把它包起来,上面留下了一个乒乓球大小的开口。然后,再点燃一支较长的棒香,从开口处伸进去靠近棉花。突然,纸包内窜起了火苗,棉花迅猛地燃烧起来。火熄灭后,老师摊开报纸给同学们看,刚才包着火的报纸依然完好无损。同学们惊奇之余不禁要问,这是为什么呢?平时纸一遇到火不就烧起来了吗?

原来,这棉花不是普通的棉花。它是把脱脂棉花放入由 1 份浓硝酸、2份浓硫酸混合而成的混酸中浸泡10分钟,取出后洗净、晾干而成的“硝化火棉”。大家知道,每一种物质都有自己特定的燃烧点。当物体的温度低于燃烧点温度时,物体不会燃烧。硝化火棉有两个显著的特点:一是燃烧点的温度比纸低得多,二是燃烧迅猛异常,烧完后几乎没任何残余物留下。所以,纸包内的火虽大,但燃烧时间却极短。报纸的温度还没上升到燃烧点,火已经熄灭,纸当然就烧不着了。把硝化火棉放入盛有丙酮溶液的小烧杯里,火棉很快就溶于丙酮中,继续加入火棉,直到烧杯中溶有火棉的无色透明溶液有点粘稠了为止。取一张崭新的1分纸币,用一支干净的毛笔把烧杯内的溶液均匀地涂在纸币的正、反面,晾干后看一下,如果还能依稀看到纸币上的图案和文字,就再涂一遍,直到晾干后纸币变成了一张白色的、摸上去厚厚

的纸片。

擦燃火柴,点着纸片。这回不是纸包着火,而是纸在火中熊熊燃烧了。

奇妙的是,火熄灭后白色的纸片变成了一张完好无损的纸币,上面没有任何焚烧的痕迹。看来,纸不但包得住火,而且还不怕火烧呢,对吗?

有同学可能会说,这纸片是经过你特殊处理的,所以才不怕火烧。好,现在我们就用普通的纸来做一个实验,看一看它怕不怕火烧。

从同一张普通的白纸上裁剪两条长38厘米、宽 1厘米的纸带。取一根较粗的铜棒,一根和铜棒粗细相仿的玻璃棒。把两条纸带分别紧绕在铜棒和玻璃棒上,绕成如图所示的螺纹状。把铜棒固定在铁架台上,用点燃的酒精灯去烧铜棒上的纸带,纸带硬是烧不着。接着把玻璃棒固定在铁架上,用酒精灯的火焰一烧,纸带立刻就燃烧起来。

紧绕在铜棒上的纸带为什么会烧不着呢?原来,铜是热的良导体,导热快,吸收的热量能够很快传导开去,纸的温度不易上升到燃烧点;而玻璃是热的不良导体,吸收的热量难以迅速传导开去,使被火焰直接加热部分的纸带温度很快上升到燃烧点而燃烧起来。

显然,只要设法使纸保持低于燃烧点的温度,纸是不怕火烧的。信不信由你,用纸做的锅还能煮熟鸡蛋呢。你不妨试试:用较厚的纸做一个像盒子那样的锅,或者干脆找一只放食品或针剂的纸盒。往纸锅里加半锅水,然后把纸锅放到电炉上加热(如图所示),或者用酒精灯隔着石棉网对纸锅加热。别担心,纸盒不会烧起来。因为纸随时会把它所获得的热量传给水。水沸腾后,要变成水蒸气,此时会吸收更多的热量。由于在一个大气压下,沸腾的水始终保持100℃,纸锅的温度虽然比100℃高一些,但是还远达不到它的燃烧点温度。所以,只要水不烧干,纸锅是不会烧着的。如果你做的纸锅较深,加水后不妨放入一个生鸡蛋,等着瞧,要不了多少时间鸡蛋就煮熟了。

如果你对“纸就是能包住火”的实验感兴趣,而一时又没有制作硝化火棉的条件,可找一个破损的乒乓球,撕下一半代替火棉,实验效果也一样。

只是在用火柴点燃乒乓球壳时,要注意手的安全,缩回要快,也别把火柴杆扔在纸包里。如果没有能溶解乒乓球壳的丙酮,不妨换做一个实验“烧不着的手帕”。

在一个大口瓶里配制半瓶明矾水。取一块洁净的干手帕放入瓶内,让它在明矾水中浸泡10分钟。取出晾干。

表演时,当着大伙儿的面,把已经晾干的、看上去普普通通的手帕,侵入浓度为65%左右的酒精中,让它浸湿、浸透。取出后,摊开。用你的右手拎住手帕的一只角,请一位同学擦燃火柴,点着手帕。在手帕燃烧时,左右手交替拎住手帕的两只角。火熄灭后,把手帕传给同学们看看,他们一定会惊奇地发现,烈火居然没烧着手帕本身。这个实验取材方便,表演惊险有趣又富有科学性,班里开联欢会它准是一个深受欢迎的节目。

还可做一个“低温火焰”的实验。取一只墨水瓶盖,倒入少许酒精或煤油,擦燃火柴点着酒精;撕一张6厘米左右长的纸条,放到酒精火焰中,纸条立刻烧着了。一切都很正常,纸遇火即着,实属情理之中。取一只蒸发皿,倒入 10 毫升四氯化碳溶液和 5 毫升二硫化碳溶液,用玻璃棒将它们搅拌均匀。然后用一根擦燃的火柴去点燃蒸发皿中的混和溶液,此时你可看到溶液表面燃起了一层淡蓝色的火焰。再把一张同样的纸条放到这层火焰中。奇怪,纸明明遇着了火,可就是烧不着。这是为什么呢?

原来,蒸发皿中的二硫化碳能着火燃烧,而四氯化碳却不能燃烧。当这两种物质的混和液燃烧时,四氯化碳吸收了二硫化碳燃烧时放出的不少热量,从而大大降低了火焰的温度。纸片虽然在火焰中,可火焰并不能把它加热到纸的着火点,所以纸仍安然无恙。显然,该蒸发皿中的混和液和“硝化火棉”一样,都能产生连纸都烧不着的低温火焰。

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