水與火也能和諧共處

鐘 琳/文

澳大利亞當地時間2000 年6月27 日13 時，潛水員溫迪帶著悉尼奧運會火炬潛入澳大利亞大堡礁海底，在水中持續了2 分40 秒后，浮出水面。這也是奧運會歷史上第一次火炬在水下傳遞。到了2014 年的索契冬奧會，火炬被送到貝加爾湖，這次在水中傳遞了5 分鐘。到了2022 年北京冬奧運，火炬交接由水陸兩棲機器人與下一棒的水下變結構機器人在冬奧公園水下共同完成，再次創造了歷史性的一幕。常言道：水火難容，但奧運火炬的水下傳遞似乎突破了這一常識，火在一定的情況下也能與水和諧處之。

水與火的碰撞

不必懷疑，奧運火炬在水下傳遞、燃燒并非因為奧運圣火自帶的永不熄滅的光環。想法有多大膽，現實就有多神奇。據2022 年北京冬奧會特種火炬技術課題組專家表示，圣火水下燃燒采用了航天動力技術，上天與入地的看家本領相結合創造了新的奇跡。水與火的完美碰撞，一是在于火炬的防水性能將其與水隔離，二是供氧裝備保障了燃燒所必需的燃料。前者通過將火種放置在一個“筒”狀的“空腔”中，在火焰周圍包裹了一層“氣膜”一樣的氣動防水罩，以此來創造一個無水環境。后者是因為火炬燃燒器自帶了助燃劑，以保證燃燒所需要的氧氣。

水會遏制火焰燃燒？那就把它們隔離。水下環境缺少氧氣？那就人為給它制氧。水下溫度低？就用足夠劇烈的反應維持燃燒所需的高溫?？梢娭灰a足條件，水下燃燒就不成問題了。我們手中沒有火炬，但如果想試試水中燃燒的場景，可以把這個實驗交給燃燒棒——一種特定的還原劑和氧化劑的混合，制成棒狀后可以在水中沒有氧氣的情況下燃燒。這種燃燒棒被認為是野外探險的必備品，據說在美國新兵入伍時，燃燒棒是發給新兵的必備品之一。燃燒棒實質上是經過處理的鎂合金，點燃后扔進水里依然能保持燃燒的特性，而且燃燒時溫度特別高，瞬間可達到2900℃以上，在水中可以噴射出耀眼的火焰。

也有人對燃燒棒這種特殊性能的物品并不在意，用我們最為常見的火柴發出了挑戰。國外一名男子把從火柴頭上刮下的材料放在一個容器中攪拌，隨后用硬紙板做成一個火山的模型，再把從火柴刮下的燃料涂抹在火山模型上，最后進行晾干。晾干后的火山模型被放置在一個裝有水的魚缸中，點燃魚缸外面的引線，沒想到魚缸里面的火山模具竟然燃燒起來，直接將水燒沸騰了。

水始終是水，在異國他鄉也改變不了其本質，不過火柴就不一樣了，一款號稱防風防水的火柴突破了常識。這款特殊的火柴與普通火柴相比具有超長的長度，燃燒時間可以達到10 秒以上，即使面對狂風依然能保持燃燒的特性。如果將其放入水中，也能保持超強的戰斗力。特殊的燃燒特性是因為在火柴的涂料中含有助燃劑、強氧化劑和防水隔膜，即使在糟糕的環境中也可以自行釋放氧氣用以燃燒。

水被煮沸后

水和火有了一種難以忽視的新關系，水可以容納火，水也可以點火?？匆粋€小實驗——先將一個普通的燒水壺改造成壺嘴帶有銅管的特殊水壺，然后將壺內的自來水加熱至沸騰，同時用火槍對銅管進行加熱，約1 分鐘后，將火柴靠近銅管口，火柴就能被點燃。通常情況下，水無法燃燒，但當水吸收大量的能量變成了水蒸氣，它就發生了變化。當水在100℃的沸點時由液態轉變為氣態的水蒸氣，同時釋放出大量的熱量，冒出騰騰的熱氣。

同等質量的水和水蒸氣，后者的熱量要高于前者；假設都是100℃，水蒸氣則要比開水更加燙人。當水蒸氣接觸到物體表面時，它會迅速傳遞熱量使物體溫度升高，而且水蒸氣更容易擴散和彌散到空氣中，甚至是進入人體呼吸道，對呼吸系統造成刺激和傷害。再者，當水蒸氣被密封在容器中時，它會產生很高的壓力，如果容器無法承受這種壓力，就可能發生爆炸事故。2016 年8 月11 日，湖北當陽一化工廠高壓蒸汽管道因破裂導致蒸汽外泄發生爆炸，現場溫度接近600℃，造成21 人死亡、5 人受傷?？梢?，水蒸氣的溫度遠比我們料想的要高且危險。

在日常生活中，需要格外小心水蒸氣，燙傷之后要及時對燙傷的皮膚做降溫處理，以防止水蒸氣的余熱對肌膚的深層組織造成進一步的傷害，而且對皮膚降溫也有助于緩解疼痛感。如果想充分利用水蒸氣帶來的溫暖，還得小心翼翼，否則可能會發生“水蒸氣中毒”——在浴室等相對狹小的空間里，當過熱的水溫產生更多的水蒸氣時，密閉的空間因氧氣不足可能引起人的缺氧性昏迷。所以，還得“善待”水蒸氣。