自燃與火災


支援科學新聞報道

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。透過購買訂閱,您將幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事。


當一種物質在空氣中著火而沒有暴露於強烈的或高溫的熱量時,這種行為被稱為“自燃”。磷是唯一一種在所有普通情況下都容易發生這種作用的常見物質。用於產生人造熱的燃料(木材和煤)需要暴露在高溫下才會燃燒,因此它們不易自燃;也就是說,在通常情況下它們不會自行著火。如果不是這樣,那麼“人類的住所”將毫無安全可言,並且任何需要燃料的製造操作都將無法進行。儘管這些陳述是確鑿的事實,但同樣真實的是,有時確實會發生災難性的火災,其特殊情況是,除了“自燃”理論外,沒有其他解釋其原因的理論。我們現在收到了一封來自紐約州多布斯費裡的 F. 鄧沃思的來信,他在信中講述了兩個他本人親身經歷的相當奇特的此類案例。其中一個發生在英國伯明翰的 Britannia Metal Works of Jamos Dixon,另一個發生在同一地點的另一家工廠,那裡生產德國銀器。在第一家工廠中,細粉狀的 rottenstone 與油在手中揉搓後,被用作拋光金屬的材料。其中一部分用紙包好,在傍晚下班前被一位工人放在車間的一根鐵樑上。第二天早上他到達時,驚訝地發現它處於白熾狀態,像熔化的黃銅一樣發光——它是自燃了。這一情況揭示了早前狄克遜先生一家工廠被燒燬的原因,這場火災曾被認為是未知縱火犯所為。在德國銀器廠,細粉狀的石灰與油混合,像 rottenstone 一樣,被用於拋光。其中一部分像往常一樣在一天晚上被留在工作臺上,沒有人想到危險。然而,第二天早上,當第一位工人到達並開啟車間大門時,他被湧出的濃煙逼退了幾分鐘;當他能夠進入時,他非常驚訝地看到準備好的石灰著火了,並且像坩堝中的熔融金屬一樣發光。由於 rottenstone 和熟石灰都不是可燃物質,因此在上述情況下它們肯定不可能自行著火。這兩種情況下發生自燃的原因是油與粉末混合後,薄薄地鋪展在非常大的表面上。各種火災都是由工廠中油與棉紗廢物混合後自燃引起的;但是,由於棉花本身非常易燃,因此與石灰和 rottenstone 中產生的燃燒相比,此類情況不會引起太大的驚訝。當油在廣闊的表面上被細微地鋪開時,它對空氣中的氧氣具有很大的親和力。在吸收氧氣的過程中,會產生相當大的熱量,如果由於封閉在稍微溫暖的地方而無法散發出去,則可能會變得非常集中,從而產生強烈的或“自燃”。油不會像磷一樣自燃;它只是在某些情況下容易自燃,例如所描述的那些情況。正因為如此,或許更有必要謹慎和警惕地使用它,因為人們很容易忘記它可能會著火。任何含有油的細分物質都不應留在不安全的地方。由於有時將木炭粉與油混合用於拋光金屬,因此它與棉紗廢物一樣容易自燃。在為其他目的準備木炭粉時,也應格外小心,不要讓油混入其中,因為存在上述危險。船艙中的煙煤在某些條件下容易自燃,但無煙煤或焦炭則不然。富含瀝青的煤中含有大量的油,這可能是煤容易自燃的主要原因。這種油在相對較低的溫度下蒸餾出來;如果其中含有黃鐵礦,少量水分進入會與硫結合,併產生足夠的熱量來分解油,這種油具有一定的揮發性,並且對氧氣具有很強的親和力,最終可能會產生足夠的熱量以產生劇烈的燃燒。這可能是煙煤在船艙中發生自燃的過程;但無論這種解釋是否正確,非常需要一種可靠且易於訪問的方法來檢測船艙中初期燃燒,因為在任何火災的早期階段,幾桶水就可以防止大火蔓延。最近發生的“莎拉·桑茲”號(一艘在這座城市廣為人知的鐵製蒸汽船)在運送軍隊前往印度的航行途中因煤炭自燃而燃燒的事件,促使英國朴茨茅斯海軍部化學家海博士提出了一種在早期階段檢測此類火災的方法。它由一個小型薄銅圓筒組成,類似於水壓機或壓力泵的氣室,能夠容納一夸脫空氣,放置在煤艙中,並連線到一根小型鐵製煤氣管,彎曲成虹吸管狀,然後延伸到客艙中任何合適的位置。這根管道的末端連線著一根玻璃管,玻璃管連線到刻度尺,該玻璃管填充到零刻度,溶液由蘇打水和石蕊試液著色。煤艙金屬室空氣中溫度的 slightest 升高將顯示指示器管中流體的 material 上升,從而值班人員可以立即檢測到下方溫度是否因任何原因升高,並採取及時的措施來預防危險。這種裝置適用於放置在裝載棉花的船艙中,棉花有時會著火,並且應將其應用於所有船舶的儲藏室和船艙,作為一種保護性指示器。

大眾科學雜誌第13卷第28期本文最初以“自燃與火災”為標題發表於大眾科學雜誌 第13卷第28期 (), p. 221
doi:10.1038/scientificamerican03201858-221a
© .