面粉會爆炸威力堪比炸藥？遇火真的可能"爆"

在第二次世界大戓期間，希特勒的空軍不斷轟炸英國，炸彈從天而降。英國一家面粉廠的廠主暗自慶并炸彈沒有擊中他的廠房，但幾乎不炸彈落下的同時，車間里自己發生了大爆炸，屋頂飛上了天，爆炸的威力超過了炸彈的破壞作用。不過同時，其他幾家面粉廠也發生了爆炸。這種奇特的爆炸使工廠損失慘重，而且令人莫名其妙，因為沒有炸彈落到廠房上。況且車間里只有面粉和機器，沒有炸藥一類爆炸物品。在1846年，英國的哈爾威煤礦發生了一次大爆炸，當時著名科學家法拉第為英國內務部調查這次爆炸事件的報告上曾這樣寫道：“甲烷混合物的燃燒和爆炸會掀起存在于坑道里的全部煤塵，并且使之著火。”

在初中化學有這樣一個實驗：在實驗開始之前，先來自制一套實驗設備。用到的東西很普通：一個2.5升裝的空飲料瓶，一個空果凍盒，一根塑料軟管，一支蠟燭，當然，還有面粉。先把飲料瓶的頂部剪掉，剪成一個一面開口的圓柱形，并在側面剪出一個小缺口，剛好可以伸入塑料軟管即可。果凍盒里裝滿面粉，底部鉆一個小孔，插入塑料軟管，這樣一來，就可以通過軟管，把果凍盒里的面粉吹起來。最后，把果凍盒與點燃的蠟燭放在一起，倒扣上飲料瓶；連接著果凍盒的塑料軟管從飲料瓶的側面伸出來。面粉爆炸實驗，準備就緒。往塑料軟管里猛吹一口氣，果凍盒里的面粉飛揚起來，充滿了整個飲料瓶。當面粉碰到點燃的蠟燭時，飲料瓶里“噗”一聲，發生了爆炸，飲料瓶也被炸得離地2厘米。從慢鏡頭看，飛揚的面粉接觸到燭火后，瞬間被點燃，飲料瓶里升起一團橘黃色的火焰，瓶身飛起離地——整個過程不到半秒鐘。拿開飲料瓶，地面上殘留的面粉有些已經變成了焦黃色。看來，面粉在相對密閉的空間里，確實能夠燃燒爆炸。那么，室外環境下的面粉是不是也那么危險？試著用明火直接去點靜置的面粉，很難點著。但是，當面粉被吹起來時，情況就完全不同了。還是剛剛那個果凍盒，里面裝滿面粉，底下接入塑料軟管，蠟燭擺在一邊。對著塑料軟管又是一口氣，被吹起的面粉碰到明火后，劇烈地燃燒起來，火焰順著漂浮的面粉粉塵猛烈地往上躥起，甚至高過了蹲在地上的人的頭頂！

那么飛揚的面粉為什么會爆炸了？

我們知道，面粉廠里的粉碎機要把小麥加工成很細很細的面粉，粉碎機就要消耗電能而對被加工的物料做功，使物料被粉碎。其中，粉碎機所做的功的一部分轉化成能量，而儲存在被粉碎以后的物質顆粒表面，這部分能量在物理化學中被叫做“表面能”。并且，對于一定的物質來說，被粉碎的程度越大，即顆粒越小，則表面積越大，那么表面能也就越大。例如，一塊1公斤重的二氧化硅的表面能為0.2焦耳，這是很小的，它只相當于把1公斤的物體舉高0.02米所做的功。但是，若把它粉碎成面粉一樣細小的粉塵后，其表面能可達2.7×106焦耳，即相當于把同樣重的物體舉高2700米所做的功，表面能竟增大了1000萬倍！

由于粉塵具有這么高的表面能，同大塊的物料相比，它就很容易發生物理變化或化學變化將其能量釋放出來。這個道理就好似由于高處的水比低處的水有多余的勢能，因此它要向低處流一樣。所以，這些平時看起來微不足道的細小粉塵一遇適宜的條件，與空氣充分混合，遇火后，它就會迅速地發生激烈的燃燒反應，在瞬間放出巨大的能量，這樣一個令人懼怕的事——面粉爆炸也就隨之發生。不光是面粉，凡是易燃燒的粉塵如可可、軟木、木材、輕橡膠、皮革、塑料，以及幾乎所有的有機化合物和各種無機材料如硫、鐵、鎂、鈷等的粉塵，如果這些粉塵在空氣中達到一定的濃度時，只要一遇到明火，即使是星星之火，也會引起一場軒然大波——發生劇烈的爆炸，而且有時這些細塵的爆炸也決不亞于炸彈的破壞作用。

那么，為什么靜置的面粉不易點著，飛揚的面粉卻如此容易燃燒、爆炸呢？

并不是說面粉遇到火就一定會爆炸。“粉塵爆炸要同時滿足三個條件，一是粉塵必須可燃，不可燃物的粉塵不會爆炸。第二個條件是要有助燃劑，比如空氣。第三個條件就是要有點燃源，提供燃燒的熱源。”面粉是很小的微粒，是可燃的，但前提是氧氣充足所以整團的面粉肯定是無法燃燒的(燃燒不起來)當面粉充滿空間時此時一旦接觸火源面粉就會燃燒放熱使空氣體積迅速變大這就是爆炸了。面粉爆炸屬于粉塵爆炸，粉塵接觸空氣面積大，吸附氧分子多，所以氧化放熱過程很快，一旦遇到熱源，瞬間就能釋放大量的熱，產生高溫和高壓，破壞力驚人。所以，面粉廠里是嚴禁煙火的。除了面粉，只要是可燃物的粉塵，都有可能發生爆炸。用市面上常見的速溶白咖啡，代替面粉進行實驗，結果，在密閉的飲料瓶里，白咖啡引起劇烈的橙色火焰，不過爆炸威力明顯比不上面粉。拿掉飲料瓶，在室外環境下，揚起的白咖啡粉末同樣能引起上躥的火焰。而與面粉一樣含有碳元素和氧元素的砂糖，則由于顆粒較大，不易被揚起，而無法燃燒、爆炸。“顆粒越小，顆粒和空氣反應的速度就越快，就能在更短的時間里放出更多的能量，爆炸的威力也就越大。”

大家不用過分擔心，平時儲存在家里的面粉很難分散在空氣中，所以輕易不會爆炸。不過，小朋友可不要玩面粉，“特別是不要把面粉裝進空瓶里到處撒，這樣是很危險的。”