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4 蒸发铁块
IRONIC VAPORIZATION

Q. 如果有人想办法在地球上蒸发了一个铁块会怎样?

——库伯·C


A. 好吧,你决定在你家后院蒸发一块1立方米的铁块。

铁可以像其他任何东西一样沸腾和蒸发,但由于它的沸点非常高——大约3 000 ℃,所以日常生活中你很少看到这种现象。

想让水沸腾,你需要把水倒入水壶中,然后加热到100 ℃。让铁沸腾可就费事了,不然你看水壶是由什么做的呢?大部分金属的熔点低于铁的沸点,所以不能用它们做容器去煮沸铁,因为它们会在铁沸腾之前就熔化掉。

有一些物质在温度略高于铁的沸点时仍保持固态,如钨、钽或碳,但是用它们来装沸腾的铁并不容易。实际上,把铁煮沸的同时让容器的温度保持在熔点以下很困难,而且这其中还牵扯化学问题。从化学角度看,铁是很麻烦的物质,它一旦熔化,就倾向于和容器反应并形成合金。

在现实生活中,当人们想让铁蒸发的时候 ,一般不把它放到一个热源上。他们要么用电磁场中的感应加热原理,要么用电子束来每次蒸发一点儿。使用电子束的一个优点是你可以用磁场使电子束弯曲,因此真正惊险刺激的事情会发生在精密设备的另一侧。

你要确保自己站到设备“防护盾”那一侧,因为铁蒸发的一侧会有许多高能粒子飞出来。事实上,“站在物理过程发生处的另一侧”是使用科学设备的通用好习惯。

只要你造好了蒸发铁的设备,就一定想退后一步,因为蒸发1立方米铁需要600亿焦耳的能量。如果蒸发铁的过程需要3小时,那么设备散发的热量就相当于你的房子烧起了熊熊烈火。

但问题不是 能不能 这样做,而是这样做的后果是什么。答案非常简单:你的房子和院子着火了,然后消防队来了,所有人都非常生气。

对大气层的影响就更有趣了。你会释放8吨重的铁烟尘进入大气层,这会对你周围的环境造成什么影响?

其实这不会对整个大气层产生很大影响,因为空气中已经有很多铁了,其中大部分是风吹来的尘埃。人类的诸多活动,主要是化石燃料的燃烧,也会把许多铁散播到空气中。基于2009年娜塔莉·马霍瓦尔德(Natalie Mahowald)等的研究,在你将这8吨重的铁方块蒸发进入空气的3小时里,沙漠风暴会把30 000吨的铁吹入空气,工厂也会向空气中散布1 000吨的铁。

8吨重的铁也许不会影响到地球,但是你的邻居们呢?除了消防车,在你着火房子下风处的人会发现什么?当他们醒来时,会看到所有东西都被镀上了一层金属吗?

为了回答这些问题,我请教了马霍瓦尔德博士。她是2009年那项研究的主要参与者,大气金属传播方面的专家。

马霍瓦尔德博士解释,当你释放一团铁蒸气时,铁会迅速与空气中的氧反应,凝结成氧化铁粒子。她说氧化铁粒子并不会对空气质量造成特别的危害,但如果数量达到一定程度,就肯定会损害你的肺。这并不是因为氧化铁具有什么特性,只是因为你的肺是用来呼吸空气的。

最终,氧化铁粒子会在你房子下风处的某个地方积淀下来,但它们不一定会造成什么严重的问题。“它们大概不会杀死任何东西,”马霍瓦尔德博士说,“在地面上,已经有非常多的铁了。”但是她又补充说,如果铁过多,可能会覆盖植被,就像喷发的火山下风处被覆盖一层火山灰那样。你的邻居大概会非常生气,因为他们不得不去清洗自己的汽车。

马霍瓦尔德博士说,蒸发的铁可能会导致气候变化,它们会吸收少量太阳光并辐射热量。但是大气层中的铁也能帮助减缓气候变化,它们会使海洋更加肥沃,从而促进海藻的生长,后者会吸收大气中的二氧化碳。1988年,海洋学家约翰·马丁(John Martin)说了一句名言(以他最出色的超级恶棍语调配音):“给我半罐车的铁,我将还你一个冰河时代。”

装修小贴士

当一位科学家要“一整罐车”的任何东西时,你应该考虑用木板封住你的窗户了。

马丁博士没有变成一个超级恶棍,也从来没有尝试这个计划,不过该计划的可行性令人怀疑。进一步的研究表明,向海洋中倾倒铁可能不是吸收空气中碳的有效方式,因此那些想要制造冰河时代的超级恶棍 想要阻止全球变暖的超级英雄,都会对此感到有点儿失望。

但是如果你真的有一块铁和想要蒸发它的念头,并且很讨厌你的房子、院子和住在你下风处邻居的花园,那么关于你的这个计划,我有一些好消息。 8xnqQGY4aACY4oQhhIlsPFZs8yXhYCsNhF/IlXsXSNkjmStQ4GeBgBr0bLUVUQXw

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