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在小编的百般纠结之下(其实是我自我放逐),虽然小编的大部分科学宝可梦文章没有太多人看,但是小编还是决定要来继续更新「科学宝可梦」这个系列。尽管宝可梦有点退烧了,但这充满空想、奇幻又可以用科学来验证、讨论的世界,对我们游戏科宅根本是个游乐场,不是吗?

第二世代打头阵的热学谜团——火暴兽

像最一开始一样,我们先从某只御三家开始说起。而由于菊草叶-月桂叶-大竺葵的介绍几乎都是晒太阳、有香味、跟大自然互动等有关,老实说感觉非常的无害。然后当我看到火球鼠的最终进化型火暴兽时,反差萌就出来了。

「当它生气的时候,体温会上升,任何碰到的东西都会立刻烧起来。」—(金、红宝石、蓝宝石、叶绿、绿宝石、心金、X)

「它有一个大绝招……用力摩擦自己的毛产生爆炸。」–(银、火红、魂银、Y)

这一看就知道不得了!

这里有两个现象需要验证,一个就是火爆兽的身体能够产生够夸张的高温,高到能够让它碰到的东西立刻烧起来;二来是能借由摩擦毛皮让气体膨胀,进而产生爆炸。

虽然前者没有详细讲产生高温的方法,后者没有说摩擦和爆炸之间是什么关系,但我们可以试着综合一下这些现象之间的物理学。

摩擦生热~~听起来很简单嘛~

「生热」的方式很多种,例如化学反应、吸收辐射、物理运动时正常的能量释放等等,都会放出热量,当然只要够热、能达到燃料的燃点并有氧气,就可以生火,但再开放其他选项给火爆鼠之前,就先来研究一下它图鉴中有指名道姓的摩擦生热。

任何物体,我再重复一次,任何物体的表面都不是完全光滑的,就算是冰块也一样。微观上,当你把两个物体表面彼此接触时,两边的分子、原子会开始吸引对方,产生一种暂时的键结,每当你摩擦、移动的时候这些键结就会被打断,消耗你的一些力气,但同时为了保持能量守恒,这些能量就会化为热量释放出来。

在日常生活中你对摩擦生热一定也不陌生,在这个天气逐渐转凉季节你可能不时会搓几下手,只为了求得那短短一瞬间的温暖,但从来没听说过有人因此而灼伤,或是手就燃烧起来的,事实上,光是双手合十用力搓个几分钟就相当累了,而这里却有一个家伙不只能让自己觉得好温暖、还能让任何东西烧起来。

摩擦生热。你够厉害的话烧起来是可能的。

而要计算摩擦生热的过程其实相当复杂,一言以辟之,它的公式长这样。

简单的说,这个公式就是计算每一分一寸火暴兽移动的毛都会产生一点热量,然后沿着身形把这些热都加起来,这个时候真的很希望真的有一只现实存在的火暴兽能够给我们测量表面积、毛皮密度和毛皮组成了,但在自己估算这些东西真的有困难的情况下,只好先从简、从让一个物体燃烧的最低要求开始讨论起。

可能是全世界最摸不得的宠物

燃烧有三要素:氧气、燃料、温度,其中氧气无所不在,而且毛发空隙中一定很多氧气,所以这个条件就是为已经达成好了。至于要满足剩下两个条件,火爆兽有两条路可以走,一是单纯地把自己的身体加热到满足物体的自燃点;二是身体先产生火花,在燃烧任何碰到的东西。

自燃点指的是常压下,只要外部没有火花、火焰等火源点燃时,一个物体会自己燃烧的最低温度。用这个方法最大的难题就是这需要火爆兽自己产生难以置信的高温,例如干燥的木头自燃点介于~℃、煤的自燃点有℃、而有机气体如烷烯炔则有高有低,高如甲烷有℃而庚烷则只有℃。

所以要让所有找的到的燃料自燃烧起来的话,火爆兽大概也要加温到℃以上,但要靠摩擦产生这样的高温,火爆鼠的毛皮应该要像橡皮那样具有高摩擦系数,而且在短小的空间内以惊人的速度来回移动,就算如此还不一定能有这种温度呢。

而且如果还要满足「碰到任何东西都会立刻烧起来」,这怎么可能?

所以你真的很棒

燃烧、爆炸一次搞定的好方法

不过火暴兽也可以不需要这么拼命的摩擦生热,因为靠第二种方法,生理上或许可以容易一点,也可以达到图鉴的第二条叙述,就是他自己可以先产生火花。

我们现实生活中就有个靠摩擦生热而且起火相当轻松的实例,就是火柴。

火柴头是由一些相当易燃的物质制成的,例如氯酸钾和硫磺,而用来摩擦的盒子表面是由红磷、玻璃粉等物质组成的,当你不快也不慢一抹,火柴与磷皮接触面可以达到大概~℃之间,这时候火柴就会燃烧。

而且现在的火柴这样设计已经是因为安全目的了,如果不要命一点的话还可以改成其他物质,例如白磷,只要今天稍微热一点,火爆兽就能自动烧起来哦。但如果继续使用红磷的话,只要火爆兽的毛有这些成分并能够彼此摩擦就好了,而且刚刚好火球鼠一脉背上都有奇怪的红色毛皮,难不成那些是产生爆炸的关键吗?

爆炸,可以从物理和化学的方法来解决,其中化学比较直观一些:其实只要火暴兽的毛有部分是火药组成,然后他身上有能力产生火花,产生爆炸就不难了,不过前提是它自己能撑过去。

稍微目测一下,那些斑点差不多是0.02平方米的圆形,大概有4块这样的毛皮,假设他们厚2公分,然后它们%都是火药构成的(反正只要有一点火花就好了,干脆点),这样差不多是立方米的火药。

如果它每一次一点火,这么多的火药就爆炸,会有多少威力呢?

TNT的密度是1.g/cm,经过计算之后,这几块毛差不多能提供大概约2.5公斤的炸药,每一公斤的TNT能释放万焦耳的能量,2.5公斤分量的话,这威力足以炸掉2台小轿车。

所以这下子组成火爆鼠的完美元素们都达成了,在博士和训练师高兴之余,要记得不要在他生气的时候用抱抱安抚他哦,要不然小心身首异处。

如果大家喜欢《科学神奇宝贝》这个系列的话,就往回看看其他几篇这个系列的文章,并且告诉小编需要改进的地方,让我更有动力更新这个系列哦!



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