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浴室沉思:水为什么能灭火?
我们在很小的时候就已经知道,水可以扑灭火。我们被告知为什么火灾安全中的这一点如此重要,但我们通常不会学习水浇灭火焰的科学原理。那么,为什么水能扑灭火呢?机制可能和你想的不太一样。
美国蒙大拿州密苏拉火灾科学实验室的火焰燃烧和行为专家Sara McAllister说:“水可以扑灭火主要是因为它是一个非常好的散热器。它非常擅长吸收热量。”
但你可能会惊讶地发现,水并不是直接作用于火焰本身的。火需要三个要素才能持续燃烧:燃料、氧气和热源。水并不是直接对抗火焰,而是作用于燃料。实际上,水使得燃料(无论是木材、灌木还是建筑物)更难继续燃烧,加州大学伯克利分校的燃烧专家Michael Gollner如是说。
Gollner说,在木材燃烧时,火的热量实际上是将木材中的物质汽化,将其变为气体,然后为火提供燃料。如果你用水淋湿木材,则火需要足够高的温度才能将水和木材汽化。
由于水的高热容量,需要大量的能量或热量才能将水汽化。如果火焰花费其能量试图将水汽化,那么它在加热燃料方面的能量就会减少。当水吸收热量时,燃料会被冷却。如果火焰无法将燃料加热到汽化的温度,那么火焰就无法自我维持,最终熄灭。
这也是一个非常有效的灭火方法,可以将潜在的燃料弄湿,从而使火灾无法蔓延,Gollner补充道。这就是喷水系统背后的策略。它们可以防止火灾进一步蔓延,为消防队员争取时间。
水蒸气也是特殊情况下的灭火策略,Gollner说。例如,想象一下服务器机房,往所有的电脑上泼水并不理想。因此,在封闭的空间中,采用不同的策略来尝试保护设备。采用这种被称为水雾化的方法,将微小到像蒸汽一样的小水滴喷洒到房间内。 Gollner说:“你可以喷洒足够的水蒸气进去,它会取代氧气并冷却火焰。”
显然,水是一种有效的灭火剂。但在野火等情况下,水并不是可行的策略,McAllister说。在这些规模庞大的火灾中,“很难将足够的水输送到需要的地方,”她说。
通常情况下,你看到的洒在野火上的水并不是为了将其扑灭,而是为了减缓其蔓延速度。加水可以为其他灭火方法争取一些时间,“但它并不能彻底扑灭火灾,” Gollner说。“需要有人上前线,亲自清除燃料,用泥土把火扑灭,但这是在火焰高达15米的情况下无法做到的。”
本文译自 Live Science,由 BALI 编辑发布。