那種清潔灰色鍋的刮擦鋼羊毛不僅僅是勤奮的。正如Reddit用戶Chazdodge在最近的視頻中顯示的那樣,這是絕對宏偉的,它使木質的泡芙看起來像《星球k的死亡》。
儘管這不是由核連鎖反應引起的爆炸 - 拉克里普頓 - 燃燒的鋼羊毛高速氧化產生。
這是其工作原理:任何時候都燃燒,您會看到氧化。這意味著原子,分子或離子失去一個或多個電子。例如,當氧氣擊中時,生鏽就會發生鐵,在此過程中,鐵失去電子並形成氧化鐵。生鏽是構成鋼羊毛的燃燒(氧化)金屬條的紅色(氧化)金屬條的慢速反應。 [人類可以自發燃燒嗎?這是給出的
但是,我們使用不銹鋼(包含鐵)炊具,而不會期望它們會因錯誤的火花而爆發。什麼給?
像餐具一樣的鐵塊之所以沒有引起火,是因為表面積很小,相對於體積,布法羅大學化學副教授傑森·本尼迪克特(Jason Benedict)告訴Live Science。生鏽的鐵實際上會在反應中產生一些熱量,但這只是很少的。此外,在塊溫度升高之前,一大堆鐵可以吸收並消散許多熱能。 (您可以在攪拌沸騰意大利面時在加熱金屬勺子方面看到這種效果 - 一個很快的小湯匙太熱而無法保持,而更大的勺子則需要更長的時間。)
另一方面,鋼羊毛由許多細鏈製成,因此更多的鐵原子與空氣中的氧氣接觸。當您加熱(從火焰中)時,您會為鐵添加能量,這使鐵更有可能與其他元素反應。
本尼迪克特說:“當您增加熱量時,您正在克服能源障礙,以使反應更快。”一旦該反應開始,並且由於它會產生熱量,它會加熱附近的原子。在一塊鐵中,熱量會散發到許多其他鐵原子上。但是,在薄纖維中,吸收它的固體材料較少(空氣吸收熱量,但比固體),所以它一直在燃燒。燃燒的產物是生鏽或氧化鐵的碎片,就像燃燒木材的產物是黑灰(或碳)一樣。
與氧氣接觸對於鋼羊毛燃燒中鐵的速度和熱度至關重要 - 純氧氣環境使火焰更熱,鐵燃燒得更快。 (例如,鋼羊毛通常被其他化學物質覆蓋(例如,肥皂粉),只有鐵燃燒並與氧氣混合。)
空氣只有20%左右的氧氣,因此燃燒發生在一種看起來像卡通炸藥保險絲的半速上。這就是視頻中發生的事情 - 有足夠的氧氣燃燒鐵,但不足以使其一次爆發。同樣,人們可以用木頭進行類比:在小火上吹氣,額外的氧氣可以使木材燃燒更快,而如果您在老式的木爐上關閉通風孔,大火就會消失在發光的餘燼中,燃燒得更慢。
這也是為什麼粉末狀金屬容易燃燒的原因,因此用於焊接。 Thermite是一個很好的例子 - Thermite是鐵和鋁粉的混合物,加熱後會開始與氧氣反應並在高溫下燃燒 - 足以熔化金屬和焊縫。 Thermite還在7月4日出現 - 這是覆蓋物散發出的東西的成分。
編者註:對本文進行了更新,以表明氧化是電子的損失,而不是如前所述的氧化。
最初出版現場科學。