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科普|摩擦生熱——古人的點火秘方
來源: 新華網    時間: 2019-02-22 10:16

  生火對于我們而言再容易不過,只需要一根火柴或者一個打火機就能搞定。然而,在生産技術落後的遠古時期,我們的祖先又是通過怎樣的方式來點火的呢?據記載,鑽木取火是人類最早掌握的生火方式之一,早在原始社會它就已經給人類帶來了火種。而這一方式利用的正是摩擦生熱原理,幹燥的木頭在相互摩擦後産生的熱量可以將木屑、枯草等易燃物引燃,從而達到點火的目的。那麼摩擦究竟是怎麼産生的?它又為什麼具備點火的功能呢?

  摩擦産生于兩個互相接觸、有彈力作用、接觸面粗糙並且相互運動或有相互運動趨勢的物體之間,且一般物體受滑動摩擦力的方向與其相對應的另一物體相對運動的方向相反。

  物體間的摩擦通常可分為靜摩擦和滑動摩擦。靜摩擦力産生于相對靜止的兩個物體之間,因為它們對地的位移總是相同的,而摩擦力本身等值反向,所以它們做功的代數和也總是為零。靜摩擦在做功的過程中只引起物體間機械能的轉移,並沒有實現機械能轉化;滑動摩擦力卻與之相反,它一般産生于兩個相對滑動的物體之間,由于它們對地的位移總是不同,做功的代數和不為零,數值與兩個物體機械能的減少量相等,此時減少的機械能轉化為了熱力學能。所以摩擦生熱一般指的是滑動摩擦生熱。

  此外,“摩擦生熱”中的“熱”字與我們日常生活中的“熱”字有著不同的含義。比如我們常形容的“天氣很熱”“熱脹冷縮”,其中的“熱”字是指溫度,而“摩擦生熱”中的“熱”字是指熱能。在物理學中,“熱傳遞”“熱功當量”中的“熱”還指熱量,而“消耗熱做的功”中的“熱”字又指熱力學能。

  雖然鑽木取火的方式在現代已經鮮有人用,但其摩擦生熱的原理卻依然常見,其中,以火柴和機械打火機為主要代表。火柴依靠快速摩擦産生的熱來點燃火柴頭中的易燃物,而機械打火機則是利用鐵輪去摩擦打火石。打火石一般是由鈰、鑭、釹、鐠等稀有金屬和鐵組成的合金。當摩擦發生時,打火石被粉末化並四散開來並在摩擦産生的高溫下被點燃,形成火花,從而釋放大量的熱,最終將浸有煤油的火繩點燃。

(責任編輯:張雯)
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