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面粉爆炸

    在第二次世界大战期间,希特勒的空军不断轰炸英国,炸弹从天而降。英国一家面粉厂的厂主暗自庆幸炸弹没有击中他的厂房,但几乎与炸弹落下的同时,车间里自己发生了大爆炸,屋顶飞上了天,爆炸的威力超过了炸弹的破坏作用。与此同时,其他几家面粉厂也发生了爆炸。

  这种奇特的爆炸使工厂损失惨重,而且令人莫名其妙,因为没有炸弹落到厂房上,况且车间里只有面粉和机器,没有炸药一类爆炸物品。

  那么,产生这种奇怪的爆炸原因是什么呢?

  原来,由于炸弹爆炸的气浪掀起了车间里的面粉粉尘,使得空气中所含的面粉达到了一定的浓度,并且遇火后发生了爆炸。爆炸物是面粉。

  少年朋友也许会穷追不舍:面粉又不是炸药怎么会爆炸呢?

  我们知道,面粉厂里的粉碎机要把小麦加工成很细很细的面粉,粉碎机就要消耗电能而对被加工的物料做功,使物料被粉碎。其中,粉碎机所做的功的一部分转化成能量,而储存在被粉碎以后的物质颗粒表面,这部分能量在物理化学中被叫做“表面能”。并且,对于一定的物质来说,被粉碎的程度越大,即颗粒越小,则表面积越大,那么表面能也就越大。例如,一块1公斤重的二氧化硅的表面能为0.2焦耳,这是很小的,它只相当于把1公斤的物体举高0.02所做的功。但是,若把它粉碎成面粉一样细小的粉尘后,其表面能可达2.7×106焦耳,即相当于把同样重的物体举高2700所做的功,表面能竟增大了1000万倍!

    由于粉尘具有这么高的表面能,同大块的物料相比,它就很容易发生物理变化或化学变化将其能量释放出来。这个道理就好似由于高处的水比低处的水有多余的势能,因此它要向低处流一样。所以,这些平时看起来微不足道的细小粉尘一遇适宜的条件,与空气充分混合,遇火后,它就会迅速地发生激烈的燃烧反应,在瞬间放出巨大的能量,这样一个令人惧怕的事——面粉爆炸也就随之发生。不光是面粉,凡是易燃烧的粉尘如可可、软木、木材、轻橡胶、皮革、塑料,以及几乎所有的有机化合物和各种无机材料如硫、铁、镁、钴等的粉尘,如果这些粉尘在空气中达到一定的浓度时,只要一遇到明火,即使是星星之火,也会引起一场轩然大波——发生剧烈的爆炸,而且有时这些细尘的爆炸也决不亚于炸弹的破坏作用。例如,在1846年,英国的哈尔威煤矿发生了一次大爆炸,当时著名科学家法拉第为英国内务部调查这次爆炸事件的报告上曾这样写道:“甲烷混合物的燃烧和爆炸会掀起存在于坑道里的全部煤尘,并且使之着火。”