水中的氢是+1价,已经是最高氧化态很稳定,和氢气(0价)的化学性质不同,另外氧气不是能燃烧,而是能助燃,原理自然是零价氧的强氧化性,水中的氧是-2价,已经是最低还原态,氧元素最稳定的状态。
水灭火主要是利用其高比热和气化热,能够迅速吸收燃烧产生的大量热量,生成的水蒸气有一定隔绝氧气的作用。不过水也不是在任何场合都能灭火,比如金属燃烧就不适宜用水来灭火,有些金属高温下是会与水反应,有可能生成氢气的。某些强还原性的化学试剂引起的火灾也不能用水,比如丁基锂,常温下都会与水反应产生易燃的丁烷。
01 水可以灭火是由水的物理和化学性质所决定的。因为水不是可燃物质,水的化学性质稳定,水与火接触后能大量地吸收火中的热量,使燃烧物质的温度降到燃点以下而熄灭。
人们很早就知道水能灭火,原始人在野炊时所烧的火往往被天雨所熄灭。我国古代人民根据自己的经验创造了“五行”学说,五行就是金、木、水、火、土,并且说明了水能克火。成语中有“水火不容”之说,说明两者之间的矛盾关系。因此,谁都知道水是最常见、最经济、最方便的灭火剂。但是,水为什么可以灭火呢?
水可以灭火是由水的物理和化学性质所决定的。水不是可燃物质,水的化学性质稳定,水与火接触后能大量地吸收火中的热量,使燃烧的物质的温度降到燃点以下而熄灭,水与火接触能从火中吸收多少热量呢?如果使1升水温度升高1度,就需要吸收4185焦耳热,如要使1升水从25℃升到100℃则需要吸收31388焦耳的热,如果1升水完全变为水蒸气,还可吸收225572焦耳热。1升25℃的水总共可吸收25696焦耳热,才会全部变为蒸气,在一般的火炉上倾注1升水,马上就可使火熄灭殆尽。1升水是随手可得的,所以,人们常用水来作灭火剂。
水具有以下几种特性:
(1)冷却作用。水遇到燃烧物质温度升高,转化为水蒸气。每1公斤水全部汽化成水蒸气,需要吸收539千卡的热量。因为水汽化时能吸收这样大的热量,所以水喷射到燃烧物质的表面上,就能使燃烧物质表面的温度迅速下降,起到冷却降温的作用,有利于灭火。
(2)窒息作用。水与火焰接触后,水滴转化为水蒸气,体积急剧增大(1升水可变成1700升水蒸气)。而水蒸气能稀释可燃气体和助燃的空气在燃烧区内的浓度。在一般情况下,空气中含有30%(体积)以上的水蒸汽,燃烧就会停止。
(3)乳化作用。水滴与重质油品(如重油等)相遇,在油的表面形成一层乳化层。可降低油气蒸发速度,促使燃烧停止。
水能灭火,但也不是万能的。用水灭火也有一定的范围,以下几种物质的火灾不能用水扑救:
(1)比水轻的易燃液体火灾,如汽油、煤油等火灾,不能用水扑灭。因为水比油的比重大,油浮于水面仍能继续燃烧。
(2)容易被破坏的物质,如图书、档案和精密仪器等不能用水扑救。
(3)对于高压电气火灾是不能用直流水扑救的,因为水具有一定的导电性。
(4)与水起化学反应,分解出可燃气体和产生大量热能的物质,如钾、钠、钙、镁等轻金属和电石等物质的火灾,禁止使用水扑救。
水的灭火原理是有:
1、冷却作用。水的热容量和汽化热都比较大,水能从燃烧物质夺取大量热,降低燃烧物质温度。水遇到燃烧物质温度升高,转化为水蒸气。每千克水全部汽化成水蒸气,需要吸收9千卡的热量。因为水汽化时能吸收这样大的热量,所以水喷射到燃烧物质的表面上,就能使燃烧物质表面的温度迅速下降,起到冷却降温的作用,有利于灭火。
2、窒息作用。水被汽化后形成水蒸气,水蒸气能阻止空气进入燃烧区,并减少燃烧区空气中氧的含量,使其推动助燃作用而熄灭。水与火焰接触后,水滴转化为水蒸气,体积急剧增大(升水可变成7升水蒸气)。而水蒸气能稀释可燃气体和助燃的空气在燃烧区内的浓度。在一般情况下,空气中含有%(体积)以上的水蒸气,燃烧就会停止。
3、乳化作用。水滴与重质油品(如重油等)相遇,在油的表面形成一层乳化层。可降低油气蒸发速度,促使燃烧停止。
4、稀释作用。水能稀释某些液体,冲淡燃烧区可燃气体浓度,降低燃烧强度,能够浸湿未燃烧的物质,使之难以燃烧。
5、冲击作用。水在机械作用下具有冲击力。水流强烈地冲击火焰,使火焰中断而熄灭。
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