
要解答上述問題,我們首先要理解爆炸產生的機理。爆炸是一種能量快速釋放的過程,即積蓄在一個小范圍內的能量迅速釋放到更為廣闊的空間之中。想要產生爆炸,那么首先爆炸的物體應該具有較高的能量密度(單位體積內蘊藏的能量)。
爆炸的能量來源主要有3 種,一種是化學反應,例如煙花的爆炸;另一種是物理現象,例如因高溫暴曬導致的輪胎爆炸、因氣壓閥堵塞導致的高壓鍋爆炸等。
以輪胎為例,大量氣體被壓縮在一個體積較小的輪胎中,高溫暴曬使氣體膨脹。但受輪胎外壁的限制,氣體無法自由膨脹,這使得輪胎內部壓力逐漸升高,直到輪胎外壁無法承受時,就會“砰”地一聲炸裂。
此現象也可從工程熱力學的角度來說明。在工程熱力學中,我們將物質系統能量的大小表示為焓(hán)值的高低。在輪胎氣體溫度升高、壓力增大時,系統能量升高,焓值變大;在輪胎爆炸時,氣體對外做功,焓值減小。
除此以外,還有依靠原子核反應的爆炸。

玉米粒主要由果皮、種皮、胚乳、胚4部分組成,其中胚乳主要由淀粉與水構成(供圖/ 史金陽)

爆米花原理示意圖(供圖/ 史金陽)
爆米花的制作過程是物理爆炸。首先,外層有一個限制體積變化的壓力“容器”,即玉米的果皮和種皮;其次,內部壓力可以不斷升高;最后,也是最重要的是,其內部壓力變化可以超出“容器”的承受限度。
爆米花的制作過程與輪胎爆炸十分相似。我們將玉米粒放在鍋里加熱,在這個過程中,玉米粒胚乳中的淀粉與水的混合物不斷積蓄能量(焓值升高)?!?br>