什么是爆炸?
爆炸是一種現象
我至今已做過各種各樣的化學實驗,有時也會遇到一些讓人心驚膽戰的狀況,嚴重的甚至會造成事故。
從在工業高中工業化學系上學起,一直到研究生時代,我一直在做化學實驗,而成為初高中學校的教師后,更是希望能讓我的學生們親眼看見一些有趣的化學現象。
從事藝術的人未必能弄出“爆炸性”的作品,但化學實驗可是真的會“爆炸”的!
那么,“爆炸”到底是一種什么現象呢?
讓我們從化學的角度來思考這個問題。
除了將干冰放入密閉的玻璃瓶或塑料瓶會發生爆炸外,加熱密閉的噴霧劑罐子或煤氣瓶等,也會引起爆炸。伴隨著一聲巨響,容器會被炸壞。新聞報道中時不時會出現的煤氣爆炸事故,嚴重時會使大樓甚至商業街遭到損毀,造成大量的死傷。

汽車的汽油發動機示意圖
這些爆炸的共同點就是“因為某種原因使壓力急速上升,內部體積增大,最終導致容器破損,并伴有聲音、閃光等的壓力釋放過程”。
如果能控制好爆炸的過程,就能利用這種“壓力產生的膨脹”來做功,特別是較多的熱膨脹發生時,能帶來極高的做功效率。
例如,汽車(汽油車)的發動機,就是將壓縮后的汽油與空氣混合物送入氣缸,然后通過火花塞的點火引起爆炸,從而使發動機運轉并驅動汽車;而安全炸藥等,可以將巖石炸開,常被用于土木工程或開山采礦。
物理爆炸與化學爆炸
爆炸,根據其發生的過程可分為物理爆炸與化學爆炸。由于體積的增大(壓力的上升),如氣體或液體發生熱膨脹,或者其狀態發生改變(物質在固體狀態、液體狀態和氣體狀態之間變化)等原因引起的爆炸,屬于物理爆炸;而通過物質的分解或燃燒等引起的爆炸,則屬于化學爆炸。
噴霧劑罐子、煤氣罐等因熱膨脹發生的爆炸,以及用來生成水蒸氣的鍋爐所發生的爆炸,都屬于物理爆炸。
火山的爆發也是物理爆炸。火山爆發,是因為其內部含氣體的巖漿上升造成壓力的迅速減小,從而使內部氣體急速膨脹,以及地表水與地下水接觸后,水分迅速發生汽化并急劇膨脹等造成的。
激烈燃燒的爆炸
化學爆炸的代表,就是一種伴隨著氣體產生的燃燒現象,其一旦開始后只要旁邊有可燃物,就會加快其燃燒的速度,最終導致爆炸的發生。
例如,液化石油氣以及城市用煤氣(大部分情況下其主要成分為甲烷)發生泄漏后,在空氣中大量聚集,遇到明火后即發生爆炸。
學校實驗中常會進行的“點燃氫氣與氧氣的混合物”、火藥炸藥的爆炸,還有因小麥粉與碳粉等可燃性粉塵在空氣中飄浮所引起的爆炸(粉塵爆炸)等都屬于化學爆炸。