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毛细管引力

这么一说,烛焰的燃料又是怎么到手的呢?这里有种非常有趣的现象,叫作“毛细管引力” 。“毛细管引力!”可能有人要叫了,“毛也有引力!”我看先别去管它的名称吧,这个名字还是老早取的,那时候,人们对这种引力还缺乏真正的认识哩!我们只要明白,就是这种大家管它叫毛细管引力的力,把烛油运到了燃烧的地方,使它在那儿贮存起来;并且还不是粗枝大叶、随随便便运的,而是极其巧妙地送进了火焰四周发生化学作用的正中心。现在,我想给大家举一两个毛细管引力的具体例子。我们知道,毛细管作用,或者是毛细管引力,可以把两种不相溶解的东西联系在一起。比方我们洗手,一碰到水,两只手就湿了,然后使上点肥皂,搓搓,手还是湿漉漉的,这种情况,就是我要讲的毛细管引力造成的。假如你的手不脏,你只要把手指头伸进水里,水就会顺着手指往上爬一小段路,虽然你不会去做上个记号检定它。

大家再看,这儿有只盘子,里面放了根食盐柱,是一种可渗透性物质。等会儿我还要把一种液体倒进盘子里,这种液体不是水,而是呈饱和状态的食盐溶液。所谓饱和,意思就是已经“吃饱”了,不能吸收更多的东西了,因此下面出现的情况,便不应认为是溶解的结果。我们姑且这样假设:盘子好比蜡烛,食盐柱譬如烛芯,食盐溶液呢,当它是熔化了的烛油(我已经把它染成蓝色,好让大家看得清楚些)。现在我把食盐溶液往盘子里一倒,它就顺着食盐柱一点一点往上爬,越爬越高,要是食盐柱不倒下来,就能一直爬到顶,如图6所示。假如这种蓝色溶液是可燃性的,而我们又在食盐柱顶上安了个烛芯的话,那么,当溶液跑进烛芯的时候,用火一点它就会燃烧起来。能够眼睁睁地望着这种景象产生,能够亲身观察它那奇妙的前因后果,的确是件极其有趣的事。你洗好手以后,拿条毛巾把手擦干,毛巾呢,由于毛细管引力作用,吸收了你手上的水分,而被弄湿了,烛芯被烛油弄“湿”,也是同样情况。我看见有些冒里冒失的孩子,他们洗好手以后,抓条毛巾揩了揩,往脸盆边上一搭就跑了,如图7。好,这一搭不要紧,没过多久,毛巾就把脸盆里的水吸了出来,转运到地板上去了,因为它被搭得不偏不倚,正好可以发挥虹吸管 作用。

图6

图7

上面举的例子,可以帮助我们更清楚地看出,物质与物质之间的相互作用。这儿有根装满水的铁丝纱管子,它的作用,一方面可以跟棉花比美,另一方面也能与细布较量。事实上,有些烛芯就是用一种铁丝纱做成的。大家一看就知道,这根铁丝纱管子满身都是小洞眼儿,假如我朝管子顶上倒一点水,它马上打管底漏了出去。可是,如果我这样问大家:倒了水以后,管子到底是什么样子?管子里有什么?它怎么会在管子里的?大家也许会愣上好一阵子,说不出个所以然来。其实,管子里的确都是水,尽管你眼瞧着水倒进去,漏出来,好像仍然是空的。理由也很简单:铁丝纱被水打湿以后,便保持着湿的状态,而铁丝纱上面的洞眼又非常小,附在它四边的水分,彼此间的引力很强,虽然管子尽是小洞洞,水照样能留在里面不会全部漏光。同样道理,熔化了的烛油分子,顺着烛芯升至顶端,由于相互间的引力作用,别的分子也跟着继续往上爬,等到与火焰碰头的时候,便渐次燃烧起来。

还有一个实际例子,也是这条原理的具体应用。我在街上看到有些男孩子,拼命装出一副大人模样,拿一节芦苇,点着了含在嘴里当雪茄烟抽。芦苇当中是透气的,具有毛细管作用,所以他们能这么做。假如我把这节芦苇竖在一只装有莰烯(kǎn xī)(一般性能很像石蜡)的盘子里,莰烯就会顺着芦苇心逐渐上升,和蓝色溶液爬上食盐柱的情形完全相同。芦苇四周没有小洞眼,无路可通,所以莰烯只好一直往上奔。这会儿它已经跑到了芦苇顶上,只要用火一点,就可以当蜡烛用了。莰烯的上升完全是芦苇的毛细管引力作用造成的,跟蜡烛的棉线烛芯吸烛油是同一个道理。

烛焰不能把烛芯全部烧着,说起来只有一个原因:熔化的烛油把它扑灭了,不让它往下蔓延。大家知道,倘若把一支点着的蜡烛倒过来,头朝下,底朝上,听任烛油顺着烛芯往下流,蜡烛便会熄灭。这是因为火焰来不及使源源流下来的烛油热到可以燃烧的程度。头朝上的蜡烛就不同,熔化了的烛油是一点一点地被烛芯吸到火焰那儿去的,因此,火焰热力有足够的时间,对渐次上升的烛油发挥充分作用。

要想对蜡烛的科学原理获得全面了解,还有一点也绝不能忽略,那就是烛油的汽化状态。为了帮助大家认识这个问题,我想做一个挺有意思但又极其普通的实验。假如我们非常灵巧地吹灭一支蜡烛,我们就能看到蜡烛上面有烟冒出来,这股烟的味儿,我想大家是时常闻到的,它叫你的鼻子怪不舒服。不过这时候,你也能非常清楚地看出,这股袅袅上升的青烟,原来就是固体的烛油变成的。现在,我把这些点着的蜡烛吹灭一支,吹得很小心,不让它周围的空气引起波动,然后再拿根点着的小棍,放在离烛芯5~7.5厘米(2~3英寸)的地方(图8),这时大家就会看到,有一条长长的火舌,穿过小棍与烛芯之间的空隙,径直向烛芯扑去,又把吹灭的蜡烛点燃了。要造成这种现象,做起来动作一定得干净利落,不然的话,那股冒出来的可燃性气流,就或者是赢得了冷却时间,凝聚成一种液体或固体,或者是受到扰乱,烟消云散了。

图8 LDwynEeiHJ1M0ZlCeb9Ienjeljtn/NmOvRMnzt0ImVq8YspfDrIQmzDJZ4gYgdR6

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