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点亮生命通道 安全矿灯为您保驾护航!

来源:蝌蚪五线谱 作者:gg 发布时间:2020-01-10 09:06:49 浏览次数: 【字体:

早在18世纪时,英国的煤炭工业就已蓬勃的发展起来,许多煤矿被开发,矿工的人数也与日俱增。但因设备和技术问题,井下故事屡见不鲜,特别是那种被矿工们视为洪水猛兽的煤气爆炸事故,时有发生。爆炸发生后解决的唯一办法是马上堵塞巷道,以阻止火势蔓延。这样做,常常将大量矿工活活埋葬于矿井中,其情景惨不忍睹。

煤气爆炸这个非常严重而又亟待解决的问题,被作为头等大事提交英国国会讨论。国会认为,还是请科学家尽快解决。

煤井挖深之后,由于通风不好,井内有时会集聚大量易燃易爆的煤气等危险气体。井下的煤气遇火不是爆炸,就是燃烧。而在井下挖煤又不可能不点灯,因此解决这个问题的办法之一就是发明一种适合煤矿使用的安全灯。当时使用的矿灯有两个弊病,一是玻璃罩易爆破,二是灯罩上方的出气孔易窜火苗。这些弊病都有可能引起爆炸和火灾。早年,也有不少人想改进矿灯,但均未有所突破。

尽管英国国会作出了“决定”,但很长时间内并没有什么人自告奋勇接受任务,因为前车可鉴,失败者何止一人。

1814年,英国纽卡斯尔、卡尔迪弗等煤矿相继发生了几起由矿灯火焰引起的煤气爆炸事故,矿工死亡数千人。英国宣布全国哀悼。

事发时,英国化学家戴维正在国外访问。1815年4月,他回国得知这一情况后,心情格外沉重。他找到助手法拉第说:“矿工急需安全灯,我们来研制吧,不能眼睁睁地看着矿工一批又一批地活活送死啊!”

维斯

戴维(来源:互动百科)

法拉第赞同导师的想法,戴维就准备承担这一任务了。

说也巧,没等戴维出门,煤矿公司已先行一步,以公司总经理为首的代表团找上门来了。为了研究方便,公司还专门送来了各矿井的气体,以供试验之用。

戴维的得意门生法拉第建议:“先生,我们应该先试验灯火引起的气体爆炸情况,您说是吗?”

“我赞成。但是,点火试验时玻璃瓶子会炸碎,那飞溅的玻璃渣有可能伤人,怎么避免呢?”戴维以前做试验时,由于气体爆炸,伤过右眼,惨痛的教训记忆犹新。

法拉第稍加思索后说:“用一块铁板挡着,碎渣不就伤不着人了吗?”

“这样是伤不着人,可我们怎么观察呢?”

两人深思了一会儿,都没想出可行的办法。但不解决这个问题,试验将无法进行。

戴维日思夜想,每想出一个办法,就马上试验,但都不能令其满意。

一天天过去了,矿井里的事故照样在发生,可试验仍没有头绪,两人都急得团团转。转眼夏天来了,戴维没有功夫去乘凉,仍关在闷热的房子里,守着孤灯,苦苦思索。

突然,“砰”的一声,打断了戴维的思维。他抬头一看,是一只金龟子飞撞在窗纱上,由撞声之响,可想像到撞劲之大,但金龟子却被挡在窗外。因为窗纱的眼很细,那些企图扑灯的飞峨行虫统统被拒之于窗外。

眼前的这番情景,使戴维惊叹不已,仿佛发现了奇迹一般。由此,他马上联想到那道难题:“用窗纱似的铁网代替铁板,飞来的玻璃渣不就能被挡住了吗?这样既能观察,又十分安全,真是太好了!”他甚至埋怨起自己来:“我真傻,不是天天都坐在这窗前吗?怎么就从未想到窗纱呢?真感谢这只可爱的金龟子!”

法拉第

法拉第(来源搜狗百科)

兴高采烈的戴维,赶忙去找法拉第。法拉第听后非常高兴。他们找来铁丝网,马上进行试验,果然不出所料——碎玻璃飞不出来。他俩对所有的气体一一进行试验,发现有三种情况:有的见火就爆炸,有的只起火,有的根本没有反应。接着,他俩动手改革原来的矿灯,但试验全部失败了。

做试验用的铁丝网总爱生锈,已换过好几次了。戴维说:“铁丝网老生锈,能否找到别的金属来代替呢?”

“可以找到。”法拉第回答说。

一天晚上,戴维还在书房里设计矿灯,法拉第来了,客气地说:“先生,我们今后就用铜丝网代替铁丝网,你看这样行吗?”法拉第说完,将铜丝网板双手递给戴维。

戴维接过铜丝网板,想仔细看看,但烛光太暗,加上他长期看书写字视力已经衰退,只好靠近烛光细瞧,不小心将网板压到烛火上,一寸多长的火苗被压得只剩下半寸。既然如此,他干脆在火苗上稍稍放了一下,奇怪的是,火苗总在网下燃,并不钻出网眼。这一意外发现,使戴维兴奋不已。他放下网板,火苗马上恢复原状。严肃的科学家一下变得像个小孩似的,高兴得叫了起来:

“真有趣!法拉第,你快试试看!”

法拉第接过铜丝网板试验了几下,结果仍然如此。“办法终于找到了!”这意外的发现使两人热烈地拥抱在一起。

戴维和法拉第

戴维和法拉第(来源:https://www.sohu.com/a/217959065_652516)

为什么会出现这种现象呢?经过研究得知:原来铜丝易于散热,火苗遇到铜丝网,热量很快沿着铜丝网向四周传开,火焰转换成部分热量散发了,网板外面的温度不高,所以上面也就不可能有火焰了。

这是一个了不起的发现,用细密的铜丝网做灯罩,既可使氧气进入,又可使二氧化碳排出,而灯火也不会冒出来引起煤气爆炸,但美中不足的是,用铜丝网做灯罩,尽管安全,但火苗被密网挡着,不怎么亮,而且一经风吹,便会熄灭。

戴维与法拉第对他们的矿灯进行了反复改进与试验,并对传统矿灯进行解剖,发现矿灯的高温部位在上方,于是,就在火苗周围照样装上玻璃罩,在灯的上部装上铜丝网罩,这样制成的矿灯,既亮又不怕风,还十分安全。1815年12月,第一盏安全矿灯问世了。

为了祝贺安全灯的发明,英国政府在矿区举行了隆重的祝贺大会,戴维受到政府和工人们的高度赞扬。

终审:甘肃省科协信息中心采编部
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