面粉爆炸

第二次世界大战期间，希特勒的空军继续轰炸英国，从空中投掷炸弹。英国一家面粉厂的老板很高兴炸弹没有击中他的工厂，但几乎在炸弹落下的同时，工厂本身发生了大爆炸。屋顶飞向天空，爆炸的威力比炸弹的毁灭还要大。与此同时，其他几家面粉厂也发生了爆炸。

这一奇怪的爆炸给工厂造成了巨大的损失，令人费解，因为没有炸弹落在厂房上。此外，厂房里只有面粉和机器，没有炸药和其他爆炸物品。

那么，这次奇怪爆炸的原因是什么？

原来，炸弹在空中翻腾的爆炸扬起了车间里的面粉粉尘，使空气中所含的面粉达到一定浓度，遇火爆炸。炸药是面粉。

年轻的朋友可能会追求他们:面粉不是炸药。它怎么会爆炸？

我们知道面粉厂的粉碎机需要将小麦加工成非常细的面粉，并且粉碎机需要消耗电能来对加工过的材料做功，从而使材料被粉碎。其中，部分由粉碎机完成的功被转化为能量，储存在粉碎的材料颗粒的表面。这部分能量在物理化学中称为“表面能”。此外，对于某种物质，粉碎程度越大，即颗粒越小，表面积越大，表面能越大。例如，一块1千克二氧化硅的表面能是0.2焦耳，这是非常小的。它只相当于把一个1公斤重的物体举到0.02米高的地方所做的功。然而，如果它被粉碎成像面粉一样的细小粉末，它的表面能达到2.7×106焦耳，相当于把一个同样重量的物体举到2700米，表面能增加了1000万倍！

因为尘埃具有如此高的表面能，与大块物质相比，它很容易经历物理或化学变化来释放能量。原因是好像高的地方的水比低的地方的水有更多的势能，所以它流向低的地方。因此，在适当的条件下，这些通常看似微不足道的细小灰尘会与空气充分混合。当它们遇到火时，会迅速发生剧烈的燃烧反应，瞬间释放出巨大的能量。如此可怕的事情——面粉爆炸也会发生。不仅是面粉，还有可燃粉尘，如可可、软木、木材、轻质橡胶、皮革、塑料，以及几乎所有有机化合物和各种无机材料的粉尘，如硫、铁、镁、钴等。如果这些灰尘在空气中达到一定的浓度，即使是一个火花也会引起骚动——一场剧烈的爆炸，有时这些细微灰尘的爆炸的破坏力不亚于一枚炸弹。例如，1846年，英国哈尔威煤矿发生了大爆炸。当时，著名科学家法拉第在一份为英国内政部调查爆炸的报告中写道:“甲烷混合物的燃烧和爆炸将提升隧道中的所有煤尘并将其点燃。”