漂亮的銹鐵球

段玉佩

小時候，我生活在一個軍隊大院里。大院的汽車場有一個修車的車庫，我常常在車庫中翻撿廢棄的零件當(dāng)作玩具，最高興的就是發(fā)現(xiàn)廢棄的軸承。軸承中有圓圓的滾珠，是很好的玩具。滾珠是鐵質(zhì)的，如果發(fā)現(xiàn)時還沒有生銹，那我就擁有了亮閃閃的“大鐵球”，這在小朋友的群體中是非常值得炫耀的。但更多的時候，我找到的滾珠都已經(jīng)銹跡斑斑了，不再閃亮、好看，只好扔掉。

當(dāng)年的我，如果看到過下面這個實驗的話，一定不會那么做。因為，生銹的鐵球有更有趣的一面。

實驗材料

2個生銹的鐵球，鋁箔紙。（為確保安全，建議帶上厚手套、護(hù)目鏡進(jìn)行下列操作。）

實驗步驟

1. 用鋁箔紙把一個生銹的鐵球緊緊地包裹起來。

2. 一只手拿著包好的鐵球，另外一只手拿著沒包的銹鐵球。

3. 快速大力地讓兩個鐵球相撞，你會看到什么？火星四濺！相撞的速度越快、力量越強(qiáng)，呈現(xiàn)出的火星就越耀眼。

4. 觀察被撞后的鋁箔紙，你會發(fā)現(xiàn)，相撞的地方破了一個小口。再換一個方向，讓兩個鐵球繼續(xù)相撞。每次相撞之前，都要保證相撞處有鋁箔紙，而不能讓兩個鐵球直接接觸。

科學(xué)原理

你看到的四濺的火星，實際上來自于一種鋁熱反應(yīng)。這個反應(yīng)過程中會釋放大量的熱，溫度可高達(dá)3000℃。鋁熱反應(yīng)發(fā)生的基本條件是：要有金屬氧化物與燃料。在剛才的實驗中，鋁箔紙中的鋁充當(dāng)了燃料，而生銹的鐵球就是金屬氧化物。我們平常叫“鐵銹”的那種物質(zhì)，其化學(xué)名稱叫作氧化鐵。所以，這個實驗用沒有生銹的鐵球做是不行的。

只滿足基本條件，還不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)。這時候，還需要給反應(yīng)物一個高溫才行。摩擦生熱的道理大家都清楚吧？當(dāng)兩個鐵球相撞時，會產(chǎn)生大量的摩擦力。由于接觸面積小，熱量就集中在這一小塊面積上釋放了，溫度會異常迅速地升高，進(jìn)而啟動鋁熱反應(yīng)，火花四濺！

游戲升級

你還可以在兩個生銹的鐵球之間放一張紙，讓兩個鐵球相撞時接觸到紙，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？你能用我們學(xué)過的知識來解釋一下，為什么在生銹的鐵球相撞過的紙上會留下燒焦的小洞洞嗎？

延伸閱讀

人們根據(jù)鋁熱反應(yīng)的特點，發(fā)明了焊接法。你肯定見過這樣的場景：工人們利用焊接技術(shù)將笨重的金屬構(gòu)件拼接在一起，建成萬噸游輪、跨海大橋、摩天大樓……沒想到吧，我們身處的鋼筋水泥的城市叢林，竟然和你手中的銹鐵球有著千絲萬縷的聯(lián)系呢！