6.为什么炉子火旺时会呼呼作响?
冬日里,生起炉子,房间里就开始唱歌。炉子就像乐队的喇叭一样呼呼直响,炉子的门更是像铜盘子那般当当地、轰隆隆地响。
这当当声和轰隆隆声是怎么产生的?
要使喇叭发出声音,必须往里头吹气。
那么是谁在往炉子里吹气?
事情是这样的。当我们点燃炉子的时候,里面的空气就开始变热。而热空气会往上升,因为它比冷空气要轻,然后这腾出来的空间就被来自房间的冷空气填补。于是就形成了气流——炉子中的空气从下往上流动。
这个很容易验证。裁几张跟明信片一样大小的纸片。将这些纸片放到炉子门边靠近门孔的地方。纸片就一张一张地飘到炉子中去了。
是什么把它们带到那儿去的?
是从房间流入炉子中的气流。气流带走纸片,就像河水带走扔进河里的木片。
也就是说,谁也没往炉子里吹气,是空气自己流进去的。
那么,是不是就等于说,当你加热空气时,空气就会上升?
这个你们能亲眼观察到。找一个阳光灿烂的日子,把点燃的蜡烛或者点着的油灯放在窗台上,你们会在窗台上看到火焰的影子,这影子的上方是冉冉升起的空气的影子。这也正是为什么火焰总是向上蹿的原因:空气上升带动火焰往上蹿。
现在你们是否明白为什么要在炉门上做小孔了?那是为了让空气进去。那么,为什么需要空气呢?
是为了让木柴在炉子中燃烧。没有空气的时候,比如在一个完全封闭的炉子中,木柴是燃烧不起来的。通风越好,木柴烧得越旺。或许你们以前就发现:当空气流通得很好的时候,木柴烧得很旺,当空气流通不畅时,木柴就艰难地燃烧着。
科学家曾经在实验室研究空气。他们发现,空气是由很多气体组成的,其中含量最多的是氮气和氧气。而氧气是燃烧所必需的气体。
木柴在燃烧的过程中发生了以下现象:木柴中的炭和空气中的氧气生成了二氧化碳,而氢和氧反应生成了水。
也就是说,空气在从“炉子到烟囱”一路的旅行中完全变了。氧气变少了,取而代之的是从烟囱里出去的水和二氧化碳。