制造火龍卷

徐杰

火龍卷是一種像龍卷風(fēng)一樣的、具有強(qiáng)烈熱量，處于中空燃燒狀態(tài)的巨大火焰。

在美國科羅拉多河河畔曾經(jīng)出現(xiàn)過一場自然奇觀。這片區(qū)域當(dāng)時(shí)正在發(fā)生山火，隨著熱氣上升，遭遇大風(fēng)后，就形成了氣旋，氣旋與火焰、灰燼夾雜在一起，形成了“火龍卷”。

如果我們能夠清楚地了解火龍卷發(fā)生的成因和原理，就能夠更好地防范和控制火龍卷的發(fā)生，從而將火龍卷帶來的傷害降低到最小程度。讓我們一起來做做下面的實(shí)驗(yàn)，你就能明白其中的科學(xué)原理了。

實(shí)驗(yàn)材料

耐熱玻璃材質(zhì)的1L量筒、燃燒皿、酒精、食鹽、耐熱手套、滅火器。

實(shí)驗(yàn)過程

1.將耐熱玻璃材質(zhì)的1L量筒底座切割后再對切，成為對半的兩片半圓形玻璃片。

2.取一個(gè)直徑小于玻璃管直徑的燃燒皿，裝入少量酒精及少量食鹽，點(diǎn)燃后，將兩片玻璃管圍住火焰（注意：兩片玻璃片要稍微錯(cuò)開，形成縫隙，以便空氣可以流通）。

你會發(fā)現(xiàn)，用玻璃管圈住火焰后，原本小小的火焰就會轉(zhuǎn)變成很大的火舌;如果將玻璃管拿開，火焰又馬上變小。

科學(xué)原理

玻璃管圍住了火焰，有兩道縫隙，可以讓空氣流入，形成螺旋狀的氣流（藍(lán)色箭頭）。當(dāng)火焰燃燒產(chǎn)生的熱空氣上升（紅色箭頭），空氣可以由玻璃管縫隙流入補(bǔ)充，使得玻璃管內(nèi)的空氣一邊旋轉(zhuǎn)一邊上升，造成火龍卷的現(xiàn)象。另一方面，由于火焰被限制在玻璃管內(nèi)，熱量往四周散開的少，玻璃管的內(nèi)部與外圍的溫差增加，空氣對流也就越快，因此使得火焰更為旺盛。

央視綜合頻道的大型科普節(jié)目《加油！向未來》也曾做過火龍卷的實(shí)驗(yàn)：在四周包圍的亞克力板空間內(nèi)，隨著燃燒物被點(diǎn)燃，一股由火苗構(gòu)成的“彩色火龍卷”便出現(xiàn)在了觀眾眼前。

火龍卷在生活中有驚人威力，全世界多個(gè)國家發(fā)生的火龍卷災(zāi)害都造成了不小的損失。1871年10月8日，一場森林大火席卷了美國威斯康星州東北部的格林貝灣兩岸，總共有1000余人喪生，造成如此巨大傷亡的“兇手”正是一場火龍卷。

友情提醒

1.本實(shí)驗(yàn)教師演示即可，并配備好濕抹布、滅火器，以備不時(shí)之需。2.本實(shí)驗(yàn)如果以薄的金屬片（例如鋁片）代替玻璃管，只能由上方觀察火焰。3.酒精的火焰為淡藍(lán)色，不是很明顯，加入少量的食鹽，可以使焰色呈現(xiàn)黃色，有利于觀察。