帶來光和熱的火，究竟是什麼？

孩子們總是滿懷好奇，為了幫助爸爸媽媽們回答這些包羅萬象稀奇古怪的疑問，童學館開啟了「好奇的孩子」專題。

講到互相對立的事物時，人們常說「水火不相容」。我們知道水是由肉眼看不見的水分子組成的，那火呢？難道存在「火」分子嗎？

火是什麼？

提問者：Lyra，7歲，英國牛津

解答者：Mark Lorch，赫爾大學科學傳播與化學教授

翻譯：聽香

編輯：果醬

從根本上來說，火是由一種特殊的化學反應產生的光和熱，人類在幾十萬年前就發現了如何製造這種化學反應。

從原子出發

為了理解這種反應的原理，我們首先需要認識一種微小的粒子——原子。

我們所看到和接觸的一切，其實都是由原子組成的。我們可以把原子看成是非常非常小、肉眼看不到的樂高積木。

原子連接在一起形成分子，分子結合在一起形成我們在日常生活中可以看到和感覺到的物體。例如，雲主要由小水滴聚集組成，而每個水分子都是由稱為氧和氫的原子構成的。

從雲朵，到原子。圖片來源：chem4kids

鑽木取火

現在讓我們看看化學反應是如何發生的。

讓我們想像一下，40萬年前的你住在一個山洞裡，你是最先使用火的人之一。

你有點餓，想吃今天早些時候捕到的動物。在你回山洞的路上，你收集了一些樹枝和木棍用來生火。此外你還需要兩件東西：一是氧氣，幸運的是，空氣中有很多（雖然你當時不知道）；另外則是一些足夠高溫的物品，來點燃可以燃燒的物質。

你很快就發現，將兩根棍子一起摩擦，它們會使樹枝發熱——就像你使勁搓手的時候，手就會漸漸暖和起來一樣。這種摩擦時生成的熱量，會讓木材中的所有分子開始變得不那麼穩定。

鑽木取火。圖片來源：theconversation

當木棍的一部分變得足夠熱時，分子在不斷的移動中開始分裂。此時你就能看到煙霧了。煙霧是所有被分解的分子，從木材中逃逸出來的氣體。

不止帶來光和熱

然而現在你還沒有完成生火，你需要使物體變得更熱。所以，你只好一直努力地摩擦木棍。

最終，來自木材的氣體分子變得非常炙熱，它們突然爆裂並和空氣中的氧氣結合到一起。此時，它們會製造出新的分子——水和二氧化碳。同時，它們也會製造熱和光。

就這樣，你終於製造出一個火焰。

當你把更多樹枝放入火堆，熱量會破壞木材中的分子，並製造更多的氣體，這些氣體也會被火點燃。當氣體離開木材，你便得到了木炭。然後，隨著火焰變得更熱，木炭也開始與更多的氧氣結合，產生更多的熱量和光。

眾人拾柴火焰高。圖片來源：pixabay

現在，所有的東西都變得足夠熱了，你可以開始做飯了。

過了一會兒，你發現可以生火的木柴和木炭都被燒光了，最後只剩下灰燼。這些剩下的物質，就是木頭裡不能被燒掉的成分。

現在，沒有火的光和熱，除了睡覺你什麼也做不了——但至少，你已經不餓了。

本文來自果殼童學館

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