為什麼水能滅火?專家解析水撲滅火的原理

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【新唐人北京時間2023年01月10日訊】水和火在生活中扮演重要的角色,甚至可以說是人類文明中的兩個要素。千百年來,人們都知道「水火不容」,而且會用水來滅火,但水為什麼能撲滅火焰呢?

據生活科學(Live Science)網站的報導,美國國家森林局(U.S. Forest Service)密蘇拉火科學實驗室(Missoula Fire Sciences Laboratory)的火焰燃燒與行為專家麥卡利斯特(Sara McAllister)表示,人們會用水來滅火主要是因為它很能吸熱。

事實上,水並沒有直接對火起作用,而是削弱了火能燃燒的條件。

加州大學柏克萊分校(University of California, Berkeley)的燃燒專家戈爾納(Michael Gollner)告訴該網站說,火的三個構成要素是燃料(可燃物)、氧氣和熱源。水的功用其實只是讓可燃物(例如木材)變得比較難以維持燃燒。

戈爾納指出,當木材燃燒時,火焰的熱量會讓木材裡的物質蒸發為氣體,為火焰提供燃料。如果你把燃燒中的木材浸入水中,火的熱量足以讓水蒸發。

因為水具有高度的吸熱性,所以要讓水蒸發會消耗很多能量或熱量。如果火焰把熱量用來使水蒸發,它能用來為可燃物加熱的熱量就會減少。當水吸收熱量時,可燃物會降溫。如果火焰無法為可燃物加熱直到蒸發,它就無法繼續為自己提供燃料,最終就會熄滅。

熊熊烈火。(Shutterstock)

戈爾納說,另一個抑制火勢的方式是把可能會燃燒的可燃物弄濕,這樣火焰就不會擴散。這就是自動噴水系統的原理。它能避免火勢進一步蔓延,爭取時間讓消防隊員前來滅火。

在特殊的情況下,蒸發的水分也可以用來滅火。比如說,某公司放置伺服器的房間不能噴水,因為水會破壞這些電腦設備。但在這樣的密閉空間裡,這種被稱為「水霧」(water misting)的方法就派得上用場。將大量水蒸氣像噴霧一樣噴進房間裡,它們就能讓火焰降溫,而且取代氧氣,進而達到滅火的目的。

麥卡利斯特說,在某些情況下,用水來滅水並不是可行的方案,尤其是在野地發生火災時,因為在這樣的大型火災中,要取得足夠的水來滅火會困難許多。

直升機在野火現場滅火。(Shutterstock)

戈爾納說,直升機在野火現場投水並不是要撲滅火焰,而是為了延緩火勢,爭取更多時間讓消防隊員採取其他方法來滅火,例如移除可燃物和用泥土悶熄火焰等。

美國內政部野地火災辦公室(Office of Wildland Fire)在其網站上提到,在控制野地火災方面,消防隊員會藉由移除火的3個構成要素之一來達到滅火的目的。

他們會在地面上使用泵或野地消防車將水或防燃劑噴灑在火場上,或在空中使用直升機與飛機來噴灑,以移除熱源。他們也會用手動工具或推土機等重型裝備來移除可燃燒的植被,以去除可燃物這個要素。

該辦公室說,野火的增長取決於天氣、地形和可燃物。在2022年,美國各地發生了68,988起野火,而在該會計年度,美國政府支出了6億4,900萬美元來滅火,這比1994年的支出2億美元多了好幾倍。

(轉自大紀元/責任編輯:葉萍)

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