师:同学们好,本节课我们继续学习燃烧和灭火。上节课通过实验,我们构建了物质燃烧的模型。物质燃烧需要三个条件,缺一不可:一是可燃物;二是与氧气接触;三是达到可燃物燃烧的最低温度。
灭火的原理呢,满足以下三者之一即可:一、清除或隔离可燃物;二、将可燃物与空气隔绝;三、将温度降到着火点以下。人类可以通过燃烧反应获得能量,燃烧与人类社会关系密切,火的使用推动着人类文明不断进步。然而,燃烧是把双刃剑,既造福人类,有时也会带来灾难。那如何有效地控制燃烧反应呢?这就是本节课我们要学习的内容。
下面来看生活中常见的几种火情及灭火原理,大家思考一下,它们分别运用了什么方法灭火,灭火原理又是什么?
第一种,炒菜时油锅中的油不慎着火,用锅盖灭火,原理是什么?
生:隔绝了氧气。
师:对,这里要特别说明,千万不能用水来灭火,因为油的密度比水小。当水倒入锅中,油会浮在水面上继续燃烧,还可能溅出伤人。
第二种,堆放杂物的纸箱着火时,可用水浇灭,灭火原理是什么?
生:使纸箱的温度降低到其着火点以下。
师:非常好。
第三种,扑灭森林火灾的有效方法之一,是将大火蔓延路线前的一片树木砍掉,形成隔离带,灭火原理是什么?
生:清除大火蔓延路线上的可燃物。
师:没错。通过分析这些火情可知,灭火方案可以通过控制反应条件和反应物来实现。灭火,就是控制参加燃烧反应的反应物和反应条件,使燃烧反应停止的过程。所以,遇到火情不要惊慌,运用所学知识找到灭火原理,就能找到有效灭火方法。
下面我们做个小实验,请同学们观察现象并分析原因。这里有三支相同的烧杯,三支短蜡烛,一支放在玻璃片上,一支放在空烧杯中,还有一支放在盛有碳酸钠粉末的烧杯中。分别点燃三支蜡烛,用一只烧杯罩住玻璃片上燃着的蜡烛,大家观察到了什么?
生:一段时间后,这只蜡烛渐渐熄灭了。
师:向盛有碳酸钠粉末的烧杯中注入适量稀盐酸,又观察到什么?
生:随着反应产生的气体增多,这只蜡烛也渐渐熄灭了,而放在空烧杯中的蜡烛仍在燃烧。
师:请大家讨论产生这些现象的原因。
生:烧杯一中的蜡烛因为隔绝了空气所以熄灭了。烧杯二中的蜡烛正常燃烧,是因为同时具备了三个燃烧条件。第三支烧杯中的蜡烛熄灭,是因为加入稀盐酸与碳酸钠粉末发生化学反应,产生大量二氧化碳气体。二氧化碳气体不燃烧也不助燃,且密度大于空气,使蜡烛与空气隔离,所以蜡烛熄灭了。
师:通过对比三支蜡烛的燃烧情况,再次说明,使可燃物与氧气隔离,可以达到灭火目的。我们可以利用二氧化碳使可燃物与氧气隔离,所以二氧化碳是常用的灭火物质。因此,人们想到利用化学反应来产生二氧化碳。接下来看泡沫灭火器的原理。
先将适量含有发泡剂的碳酸钠悬浊液注入一支吸滤瓶中,再将浓盐酸注入一支短试管中,将一根小竹条插入短试管,防止实验时反应产生的大量气体推动短试管冲击吸滤瓶底。用细线系住短试管,小心放进吸滤瓶,然后用橡皮塞紧吸滤瓶上口。握紧吸滤瓶,并始终保持吸滤瓶侧管向外,倒转吸滤瓶,小试管中的浓盐酸倒入吸滤瓶,与碳酸钠迅速反应,产生大量二氧化碳,瓶中气压迅速增大,吸滤瓶侧管口有大量泡沫液喷出,可用于灭火。
大家注意观察,装置正立时,小试管中的浓盐酸与吸滤瓶中的碳酸钠溶液没有接触,反应未发生;装置倾斜时,浓盐酸与碳酸钠溶液接触,反应产生大量二氧化碳气体。强大的气压使二氧化碳气体和反应后的液体一起从装置中溢出,喷射在可燃物表面,达到隔绝空气和降温的作用。
请同学们留心观察,我们周围的灭火器主要有哪几种?分别适用于什么样的火情?
生:水基型灭火器,适用于扑灭油品、一般固体可燃物的燃烧,不适用于扑灭带电设备及气体引起的火。干粉灭火器,适用于扑灭液体、带电设备引起的火灾,特别适用于扑灭气体引起的火灾,但不适用于扑灭精密仪器上的火。二氧化碳灭火器,利用二氧化碳灭火,将液态二氧化碳压缩在钢瓶中,灭火时喷出,有降温和隔绝空气的作用。因为灭火时不会留下痕迹损坏物品,可扑灭图书档案资料、精密仪器、贵重设备等着火,也可扑灭带电设备着火,使用时要手握在钢瓶木柄上,防止冻伤。
师:由此可见,在控制燃烧反应灭火的基础上,要针对不同火情,灵活采用不同灭火方式,以取得最佳效果。
那当发生火灾时,我们该如何应对呢?首先根据火势大小采取合适方案,如果火势不大,根据起火原因选择合适灭火方法;如果火势较大,立即拨打119,并采取必要自救措施。下面我们看看被困火区时应采取的自救措施。如果火势很大,根据楼层高低,或到窗口呼救,或结绳自救;如果火势不大,不要开门窗,用湿毛巾或口罩捂住口鼻,低下身子,沿墙壁或贴近地面跑出火灾区,不能乘坐电梯。
在很多火灾中,不仅有浓烟、有毒有害气体产生,有时还会发生爆炸,那爆炸是怎么发生的呢?
生:可燃物在有限空间内急剧燃烧,短时间聚集大量热,使气体体积迅速膨胀,从而引起爆炸。比如燃放鞭炮,就是火药在极小空间燃烧引起爆炸。家庭用的天然气、煤气、液化石油气等泄漏,可燃性气体聚集在通风不良的厨房等有限空间,遇到明火就会急剧燃烧,可能发生爆炸事故,造成生命和财产严重损害。
师:可燃性气体是不是只要泄漏就会爆炸呢?
生:可燃性气体等在空气中达到一定含量时,遇到火源才会发生爆炸,这个含量范围叫爆炸极限。像氢气、甲烷、一氧化碳,它们的爆炸极限范围很大,所以点燃氢气、甲烷、一氧化碳等可燃性气体前,必须验纯,控制反应物浓度在安全范围内,否则可能引起爆炸。
师:事实上,不仅可燃性气体,面粉、煤粉等可燃性粉尘在一定条件下也可能发生爆炸。下面看粉尘爆炸实验。
这是个带盖的饼干桶,盖子上面放一支蜡烛,合金导管与鼓气球相连的小纸盒。先将烘干的面粉加入纸盒,点燃蜡烛,再将饼干桶倒扣在桶盖上盖紧,立即用鼓气球由导管急速鼓入适当空气,使可燃性面粉呈粉尘状与饼干桶内空气充分混合,遇到桶内烛火立即发生爆炸,发出巨大爆炸声,饼干桶被冲击起来。
