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让我们穿越回19世纪的英伦,去做矿工的救世主!| 正经玩

Lixy&yangfz 中科院物理所 2023-07-28

正经玩每周六上午会推送一个好玩的科学实验,可以由家长大朋友带着小朋友在家里动手操作。希望正经玩陪您度过每一个温馨的亲子周末,让小朋友的童年充满知识、爱和陪伴。

引子与先睹为快


19世纪的欧洲

工业革命促进采矿业高速发展

人们对煤矿的需要一度很大

当时的英国并没有电灯

但漆黑的矿井下必须要有照明才能工作

因此矿工们只好拿着油灯下矿

不过,这是相当危险的

煤矿中总是富含天然气(瓦斯)

一旦天然气的浓度过高

遇到油灯的明火后

就会发生瓦斯爆炸事故

可以说,矿工的工作命悬一线

但此时,英国的天才科学家戴维并没有为此难题所困

而是设计出一种别具一格的油灯

用金属网代替玻璃成为灯罩

戴维灯(右)和普通的油灯(左)一样

也是烧煤油点火照明

但不同的地方在于

这款油灯不会引起瓦斯爆炸

这是怎么回事呢?


实验过程

实验器材:蜡烛,打火器,金属网,所标杯

首先,我们要把蜡烛放平稳

一定要固定好

防止实验过程中燃烧的蜡烛倒下

造成危险

下面我们点燃蜡烛

之所以没有和上一步合成一步

是因为那个打火器

在陪伴我们多期正经玩之后

没有气了……

下面我们把金属网拿在手里

尽量放平稳

然后往火焰上凑近

观察碰到火焰后的现象

你的手不能接触金属网碰到火焰的区域

也许这个动作大家没有看清

我们放慢凑近一点

当金属网靠近蜡烛芯的瞬间

可以看到火焰几乎消耗殆尽

同时金属网上冒着一阵阵黑烟

把金属网拿回来

可以看到金属网的表面已经被烧黑了

但是用纸巾还阔以擦掉

黑色的印记


原理解说



本期的实验展示

和戴维灯的原理息息相关

金属网距离蜡烛越近

火焰就变得越小

贴在蜡烛芯上的时候

火焰甚至几乎消失

这是因为金属网的金属材质

将火焰附近的热量传递走了

于是,火焰周围的温度不断降低

在化学中

发生燃烧需要三个因素分别是(划重点!)

要有可燃物(如蜡烛的蜡)

要有助燃物(如氧气)

以及要达到一定温度(燃烧的燃点)

金属网之所以能使火焰减小

就是利用了第三个条件

降低温度,令燃烧无法继续发生

同时,也阻止了火焰穿过金属网

戴维灯中的火焰被金属网与外界其他隔开

即使向其喷射天然气

也只会在内部点燃,而火焰不会穿透到外面

上述抖音视频中的实验现象证明了这点

戴维灯的发明,和滑铁卢战役

并称为1815年英国的两大胜利

直至现在,戴维灯依然还在使用

足以证明它的创新与精妙

当然,如果你想学小岳岳一样

去矿井下面看看

还是最好带上现代的矿灯

遇到瓦斯浓度过高一定及时撤离


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