相信大家都很困惑,為什么熱水撲滅火災(zāi)比冷水更有效。這顯然不符合大眾認知,但實際上,熱水比冷水能更有效地撲滅火災(zāi)。這是因為滅火主要靠水變成水蒸氣的過程,這會吸收大量的熱量,遠大于水變熱吸收的熱量。而熱水變成水蒸氣要比冷水更快。多級泵
發(fā)生火災(zāi)需要滿足三個方面的條件,也就是人們通常所說的發(fā)火三要素,包括加熱、燃料以及氧化劑。在氧化劑存在的情況下,對任何燃料加熱是引起火災(zāi)的主要原因。一旦開始起火,它就會自動燃燒完所有可用的燃料。
移除火災(zāi)發(fā)生的上述任何元素都是相當(dāng)困難的。首先,去除熱量需要使用吸收熱量的材料,這將減少可用于維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的熱量。隔膜泵
其次,燃料是指任何能夠著火的東西。然而,移除燃料并不能立即撲滅大火,而是限制了它的進一步擴散。
最后,一般情況下,火需要氧氣來維持燃燒。沒有穩(wěn)定的氧氣供應(yīng),火勢開始慢慢減弱,最終熄滅。
水通過同時切斷火災(zāi)的兩個因素(即氧氣和熱量)來撲滅它。噴灑后,水首先對火起到冷卻作用,這是由于熱量被液態(tài)水吸收轉(zhuǎn)化為蒸汽所致。此外,一旦液態(tài)水轉(zhuǎn)化為蒸汽,它就在燃料和氧氣之間建立起隔離屏障,以此切斷氧化劑的供應(yīng)。
這也類似滅火器的工作原理。當(dāng)從滅火器中釋放出加壓的二氧化碳時,產(chǎn)生的云霧切斷了火的氧氣供應(yīng),最終導(dǎo)致其熄滅。油桶泵
得益于水的化學(xué)構(gòu)成,特別是它的熱容量和汽化吸熱能力,水在滅火方面比大多數(shù)其他液體更有效。其中,熱容量是一定量的物質(zhì)在一定條件下溫度升高1度所需吸收的熱量,相比其他自然存在的物質(zhì),水具有很高的熱容量。
我們需要大約4.182千焦耳/公斤來使水溫升高1攝氏度。因此,當(dāng)水噴在火上時,會吸收大量的熱量,以提高自身的溫度。
然而,為提高溫度而吸收的熱量只提供了很少一部分冷卻效果。液態(tài)水轉(zhuǎn)化為蒸汽時吸收的熱量遠大于4.182 KJ/kg,這進一步增強了冷卻效果。一旦達到水的沸點(100攝氏度),被吸收的熱量不再被用來提高溫度,而是用來打破水分子之間的鍵。
打破所有鍵,從而將液態(tài)水轉(zhuǎn)化為水蒸氣所需的熱量稱為汽化潛熱,水的汽化潛熱相當(dāng)高,約為2260kJ/kg。潛水泵
當(dāng)使用冷水時,首先要花費時間將其加熱到沸點。由于熱水的溫度已經(jīng)接近沸點,所以達到100攝氏度所需的時間更短。因此,熱水比冷水更快地發(fā)揮汽化潛熱的作用,因此熱水吸收熱量的速度更快。此外,更快地轉(zhuǎn)化為蒸汽也意味著更快地在燃燒的燃料和氧氣之間建立屏障。
這種在轉(zhuǎn)化為蒸汽時更高的吸熱量和更快的屏障建立相結(jié)合,有助于熱水比冷水更快地撲滅火災(zāi)。
你也可以理解成,熱水比冷水更快地進入滅火狀態(tài)。
從科學(xué)上講,熱水似乎能更有效地撲滅火災(zāi),但熱水比冷水滅火的效率差異可能非常小,甚至很難察覺,特別是在需要滅火的關(guān)鍵時刻,你不可能把水燒熱了再救火。
然而,當(dāng)我們用水撲滅電氣和化學(xué)火災(zāi)時,必須要小心。因為水是電的良導(dǎo)體,可以幫助將這種火更快擴散。另一方面,化學(xué)火災(zāi)可能含有密度低于水蒸氣的化學(xué)物質(zhì),它們會漂浮在障礙物上繼續(xù)從環(huán)境中吸取氧氣,因此也更不容易撲滅。
