科學遊戲－化學－丁火燎原

原文發表於Yahoo奇摩部落格2008年06月22日。

上次是手指頭當主角，這次是前臂也出現了，下次可能蝴蝶袖都跑出來了

感謝老婆大人的高超攝影技術，特別情商她不要將鏡頭帶到本人步入30歲以後的缺點，這實在是科教之福。不過，如果真的沒有他人的協助，這些照片根本出不來，真的是要感謝再感謝半夜十二點還被我「請過來」技術支援的內人。感覺有點像在寫致謝

第一次接觸到這個火焰實驗是在日本翻譯書籍－趣味理科實驗＆工藝當中發現的，因為這個火焰說變大就變大，說變小就變小的不可思議性，實在是讓人忍不住動手做下去。請容我稱呼它為「丁火燎原」。

在試管瓶口點著火焰，然後對著火施加念力…咦？火焰照著演示者的意念忽而變大，忽而變小！到底有什麼玄機呢？

真正的原因是…丁烷的氣化。在打火機瓦斯補充罐中，裝著的是高壓液態丁烷。這是一種氣態烴類，烃類是單純由碳元素和氫元素所組的化合物分子，例如天然瓦斯（主要成份：甲烷）和液化石油氣（俗稱瓦斯）都是這類物質。丁烷分子的含碳數少在零下12度C時就會沸騰，也就是常溫下為氣態，具有易燃的性質。

我的做法與書上稍有不同，請參考照片。我是將玻璃小管直接塞在已經鑽孔的橡皮塞中，小管長度稍長，可以在橡皮塞蓋在試管上時接近試管底部。這麼做的好處是將丁烷由罐中噴出時，暫時成為液體的部分會順著小管，直接沉降在試管底部。

讓火源接近試管出口玻璃小管的前端，由於試管中的丁烷會順著玻璃小管出來，因此一旦點火之後就會開始燃燒起來。

當手握著火的試管底部時，體溫傳導到試管玻璃上，受到外來熱量加溫影響的丁烷沸騰的速度就會加遽（急速汽化），也就是當裡面的液體升溫，火焰就會變大；相反的，當手從試管上放開之後，試管中丁烷的溫度就會降低，所以火勢也就相對變小。

這裡面的確牽涉到了燃燒三要素：可燃物、助燃物以及燃點，而這不就是氣態丁烷、氧氣以及打火機點火。而讓火焰變大的因素也可以從燃燒三要素下手。由於試管中充滿著汽化後的氣態丁烷，濃度過高的結果，壓縮了氧氣存在的空間。況且隨著時間流逝，氣態丁烷不斷地從玻璃小管逸出，更無法讓氧氣混在其中充分發揮助燃物的作用。怎麼解決呢？提供另類的演示方法，其實搖晃一下就好了！讓丁烷逸出的同時，也讓氧氣得以插空隙進入。

為什麼會有這種想法？因為最近教到壓力，就會用到寶特瓶，那就一定會用到水，為了讓水流出的速度快一些，我們通常會教學生用旋轉瓶身的方法，使空氣容易進入瓶中，換得的是水以漩渦狀快速流出。既然氣體和液體都叫做流體，那麼當然這種方法也適用於本實驗的操作。

不要忘了，愛情溫度計也是使用類似體溫傳導至低燃點液體使之汽化的概念原理哦！經驗之談，與大家分享。