昨晚,台湾新北市八仙水上乐园发生粉尘爆炸事故,据统计,人员伤亡方面截至今日已经累计达人,其中,重伤人。
对于此次严重事故,我们在深感痛惜的同时,也不禁会感到疑惑:怎么粉尘也会爆炸呢?其实,这里面就蕴藏着化学方面的知识——
所谓粉尘爆炸,是指悬浮在空气中的可燃粉尘在爆炸极限范围内,遇到明火或电火花等火源时发生的爆炸现象。
可燃粉尘包括:金属(如镁粉、铝粉);煤炭;粮食(如小麦、淀粉);饲料(如血粉、鱼粉);农副产品(如棉花、烟草);林产品(如纸粉、木粉);合成材料(如塑料、染料)。
粉尘为什么会爆炸呢?主要是因为粉尘具有较大的表面积。与块状物质相比,粉尘化学活动性强,接触空气面积大,吸附氧分子多,氧化放热过程快。当条件适当时,如果其中某一粒粉尘被火点燃,就会像原子弹那样发生连锁反应,爆炸就发生。火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间,化学反应速度极快,同时释放大量的热,形成很高的温度和很大的压力,系统的能量转化为机械功以及光和热的辐射,具有很强的破坏力。
而这里,还与科学中最重要的一个伟大定律有关,这就是——热力学第一定律。
粉碎机要把物体加工成很细很细的粉末(比如将小麦磨成面粉),就要消耗电能而对被加工的物料做功,使物料被粉碎。其中,粉碎机所做的功的一部分转化成能量,而储存在被粉碎以后的物质颗粒表面,这部分能量在物理化学中被叫做“表面能”。并且,对于一定的物质来说,被粉碎的程度越大,即颗粒越小,则表面积越大,那么表面能也就越大。
正是由于粉尘具有这么高的表面能,同大块的物料相比,它就很容易发生物理变化或化学变化将其能量释放出来。这就好似由于高处的水比低处的水有多余的势能,因此它要向低处流一样。所以,这些平时看起来微不足道的细小粉尘一遇适宜的条件,与空气充分混合,遇火后,它就会迅速地发生激烈的燃烧反应,在瞬间放出巨大的能量。
历史上也有多起关于粉尘爆炸的记载。年,英国的哈尔威煤矿发生了一次大爆炸,当时著名科学家法拉第为英国内务部调查这次爆炸事件的报告上曾这样写道:“甲烷混合物的燃烧和爆炸会掀起存在于坑道里的全部煤尘,并且使之着火。”年,日本横滨饲料厂的玉米粉尘爆炸,引起累积性连锁燃烧,使整个工厂遭到蔓延性的重大“天灾”;年美国芝加哥一台大型谷类提升机发生粉尘爆炸,其爆炸力将40座每座约装30万吨粮食的仓库从底座掀起,并移动了.4毫米,结果6死1伤,经济损失达万美元。
既然粉尘爆炸威力如此之大,那么,我们应该如何防范粉尘爆炸呢?
家庭
1使用粉尘物质时注意远离明火
2面粉保存在阴凉干燥、通风的地方,以防发生危险
在工厂里
1、控制粉尘;
2、保持通风环境;
3、安装吸风除尘设备;
4、要控制引燃粉尘的热源,绝对禁止在有粉尘的环境中使用明火、吸烟;
5、为各种电器线路、用电设备做好防爆措施。
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