冬天天气寒冷,人们常常需要能够提供热量的取暖设备。从原始人披着兽皮生火取暖,到现在空调、取暖器、电手炉等各种各样的取暖设备琳琅满目、应有尽有,取暖设备的发展从一个方面反映了人们生活水平的提高。当然,现在用的取暖设备大多数都是用电的,即将电能转化成热能。电的大规模使用不过一百多年,那么,在电并不普及的年代,人们如何取暖呢?
19世纪时,在欧洲的冬天,小姐和贵妇人们为了出席各种社交活动,常要乘坐马车赶好多路。马车里不像家里,能用壁炉燃煤取暖,而那时也还没有什么电手炉之类的取暖设备。为使她们能在乘车途中不至于受冻,能够随身携带的供取暖用的“铂怀炉”便应运而生。直到今天,仍然有很多人选择用“铂怀炉”在冬天取暖。铂就是白金,是一种贵重的金属,有银白色的光泽,常用于制造各种首饰。但你如果认为用“铂”做怀炉只是为了美观、漂亮、体现身价,那你可就大错特错了。
不知你是否吃过暖锅?冬天,在饭店里吃饭,有些菜是用暖锅盛的,一边吃,一边下面在加热,这样即使吃较长时间菜也不会凉。在暖锅下面用于加热的通常是块状的“固体酒精”,酒精燃烧能提供大量的热量,是一种常用的燃料。在“铂怀炉”中,提供热量的物质也是酒精。“铂怀炉”等于“暖锅”?这可有点可怕,怀里揣着个小火炉,衣服被烧坏不说,人还不得被烧伤啊!其实你不用害怕,“铂怀炉”其实很安全。在“铂怀炉”中,酒精靠人体的体温缓缓挥发成酒精蒸气,在金属铂的催化作用下,酒精蒸气无须点燃便可以与氧气发生反应,产生热量,而这一氧化过程并不产生火焰,科学家们称之为“无焰燃烧”。铂能够对酒精的氧化反应起催化作用,这是1820年英国化学家戴维发现的。当然,如果在燃烧着的酒精中插进一根铂丝,由于铂的催化作用,酒精将燃烧得更加剧烈(同样是因为酒精与氧气反应的速度加快了),迅速产生的热量累积起的高温能使铂丝达到炽热的程度,发出很亮的光。想当年,戴维就制作了这样一种铂丝酒精灯,用它来照明。这种灯在欧洲风行了许多年。
在我们的日常生产、生活中,通过催化作用实现的“无焰燃烧”具有十分重要的意义。它提供了一种安全的“燃烧”方式,因为不产生火焰,没有明火,不会因为使用不慎而酿成火灾。同时,它能让燃料在较低温度(甚至是常温)下实现氧化供热。
夏天为了驱赶蚊子,人们常使用电蚊香片。通过电加热,使电蚊香片中的有效成分缓缓释放出来,达到驱蚊的效果。而对于一些无法用电或者用电不方便的地方,专家们设计了一种无焰燃烧加热灭蚊器。这种灭蚊器使用了一种特殊的催化剂,通过催化作用,使煤油等燃料在较低的温度下进行无焰燃烧,用无焰燃烧产生的热量加热蚊香片。使用20毫升煤油,加热器便可以持续加热10~12小时,真是既经济又方便。
家庭生活中,燃气灶是必不可少的生活用品,煮饭、炒菜、煲汤都要用到它。普通的燃气灶,燃气从炉头喷出发生燃烧,同时从进风口不断地补充空气以维持燃烧(因为燃烧需要空气中的氧气)。但燃气喷出时,一般只有外层能与空气充分接触,燃烧较为充分;内部的燃气并没有与空气充分接触,燃烧不充分,燃烧过程中积聚在锅底的“锅黑”就是这种不完全燃烧的产物之一。不完全燃烧不仅会造成环境污染,而且释放的热量也较少,造成燃料的浪费。目前市场上有一种新型的红外线燃气灶,它采用了附载有催化剂的多孔蜂窝陶瓷板作为燃烧炉头。在红外线燃气灶里,燃气(煤气或天然气)预先与空气按一定的比例混合在一起。当混合后的气体通过多孔蜂窝陶瓷板时,在催化剂的催化作用下,混合气体在小孔内发生了无焰燃烧,燃烧反应的热量大部分以红外线的方式释放出来,利用红外线加热食物。这种燃烧是完全和充分的,因此不仅热量的释放比较充分,而且不会产生“锅黑”。