消防燃烧学_徐晓楠_王平教案

教案课程名称：消防燃烧学教研室：火灾理论教员姓名：王平技术职称：副教授教学对象：工程十一队武警学院消防工程系0燃烧学绪论【教学目的】通过本节教学，让学员明确消防燃烧学课程的发展简史、地位、作用、学习方法和要求；了解消防燃烧学的研究对象及其分类；了解消防燃烧学的任务及内容。【教学课时】1课时【教学内容】一、人类对火的认识1.“火神”论阶段在古代，人们把火当作崇高的神来顶礼膜拜。【※普罗米修斯盗火】普罗米修斯，希腊神话故事中的英雄，名字的意思是“先知”。他是被宙斯放逐的古老的神苰族的后裔，是地母盖娅与天父乌拉诺斯所生的伊阿佩托斯的儿子。普罗米修斯与智慧女神雅典娜共同创造了人类，并教会了人类很多知识。当时宙斯禁止人类用火，他看到人类生活的困苦，帮人类从奥林匹斯偷取了火，因此触怒宙斯。宙斯将他锁在高加索山的悬崖上，每天派一只鹰去吃他的肝，又让他的肝每天重新长上，使他日日承受被恶鹰啄食肝脏的痛苦。然而普罗米修斯始终坚毅不屈。几千年后，海格力斯为寻找赫斯珀里得斯来到悬崖边，把恶鹰射死，并让半人半马的肯陶洛斯族的喀戎来代替，解救了普罗米修斯。但他必须永远戴一只铁环，环上镶上一块高加索山上的石子，以便宙斯可以自豪地宣称他的仇敌仍然被锁在高加索山的悬崖上。在西方文学中，普罗米修斯成为“伟大的殉难者”的同义词。普罗米修斯是正义女神忒弥斯的儿子，是众神之王宙斯的堂兄弟，他与智慧女神雅典娜是非常要好的朋友。普罗米修斯用泥土和水雕塑了许多栩栩如生的泥人，雅典娜则向泥人们吹了口气，泥人们便立即有了生命，这就是昀初的人类。被造出的人类开始就象一群蚂蚁，成天聚居在漆黑的洞穴里，茹毛饮血，不知道怎么生活，更不知道怎么利用自然。为了帮助人类摆脱愚昧，普罗米修斯经常来到人间，他教人类盖房子，教人类观察日月星辰，分辩四季，计算时间，教人类来饲养牲畜来为自己服务，于是人类在他这里学会了许多生活的本领。他又教给人类配制药剂的方法，使人类解除痛苦，驱除百病。尽管普罗米修斯为了造福人类呕心沥血，然而众神之王——宙斯却不关心普罗米修斯新造的人类，他只想做人类的主宰，要人类给他进贡大量的财富，可是人类并不富裕，交不出规定的东西，此时聪明的普罗米修斯总能用智慧帮助人类逃避沉重的苛捐杂税。而这一切被宙斯知道后愤怒万分，他决定要惩罚人类和普罗米修斯。于是宙斯拒绝向人类提供昀后的一件礼物——火。宙斯认为不应该给人类太多的帮助，否则不但无法统治人类，而且人类还会昀后征服宇宙，威胁神的权威。普罗米修斯对宙斯不管怎么劝说哀求，昀终人间还是没有得到天火。于是他决定自己亲自去盗火送给人间。……当太阳神从天上飞驶过，他用树枝从那里盗得了火种给了人类。从此人间便有了火，而“天火”一来到人间却再也无法收回到天上去了。火给人间带来生活质量的空前提高，人们从内心深处感谢、赞颂普罗米修斯的胆略和功绩。人间熊熊的火焰升入天空使众神之王宙斯大发雷霆，他决定对人类进行报复。他用美人计将潘多拉魔盒里面的灾难与罪恶投放到人间，从此以后，地面、空中和海洋里失去了平静，人间到处充满了各种各样的灾难和痛苦。接着，宙斯又对普罗米修斯也进行了报复。他命令火神赫维斯托斯把普罗米修斯拖到高加索荒芜人烟的地方，给他带上沉重的铁链，并把他吊在悬崖上，让他上不着天，下不着地，并派1了凶猛的鹰去啄食他的肝脏，使他长期受着难以忍受的折磨。不知道过了多少年，大力神赫拉克勒斯知道了这件事，出于义愤搭救了普罗米修斯。但是按规定普罗米修斯必须戴一铁制的项圈，项圈上镶着一颗高加索山上的石子。这样宙斯可以自豪地宣称他的敌人仍然被牢固地锁在高加索的山岩上。普罗米修斯的事迹感动了世人，后来人们为了纪念普罗米修斯这位英雄，在燃起“圣火”之前，必须向他祭祀，于是古代奥运会规定在开幕前必须进行隆重的点火仪式。这就是古代神话和现实英雄主义相结合的基础下产生出来的“圣火”，奥运“圣火”的由来和意义就这样被希腊人浪漫地奠定了下来。【※商伯盗火】商伯是管理天界火种的天神。那个时候的人，不会用火，因而过着茹毛饮血的生活。作为一个神，商伯十分体恤原始人类的生活，想传播火种到人间去，然而这却是不允许的。商伯却时时偷偷的往人间散下火种。这种天庭不容的行为昀终被天帝察觉了。作为惩罚，商伯被逐出神界，庶为凡人。商伯在下凡之际，将一根引燃的蒿绳藏在自己的衣服里面，从而火种便被带到了人间。商伯教会人们用火以后，华夏大地的人们便生活得好了些。天帝发现的商伯的所作所为，便引来大洪水冲熄所有的火种。商伯便在众人的帮助下筑起来了一个高土台，并且将火种遮盖起来以免天帝发现。商伯自己也决定和火种呆在一起以保护它。大水冲刷了七七四十九天才退去。人们赶回高台的时候发现火种依然明亮的燃烧着，然而商伯却形容枯槁的躺在地上永远的去了。人间从此才真正地开始有火的生活了！【※钻木取火的发明】燧人氏是传说中发明钻木取火的人，这在先秦的古籍中已有记载。据《韩非子五蠹》记载：“上古之世，人民少而禽兽众，人民不胜禽兽虫蛇；……民食果蓏蚌蛤，腥臊恶臭而伤害腹胃，民多疾病。有圣人作，钻燧取火，以化腥臊，而民说(悦)之，使王天下，号之日燧人氏。”《尸子》云：：“燧人上观星辰，下察五木以为火。”《拾遗记》云：“遂明国有大树名遂，屈盘万顷。后有圣人，游至其国，有鸟啄树，粲然火出，圣人感焉，因用小枝钻火，号燧人氏。”《古史考》云：“太古之初，人吮露精，食草木实，山居则食鸟兽，衣其羽皮，近水则食鱼鳖蚌蛤，未有火化，腥臊多，害肠胃。于使(是)有圣人出，以火德王，造作钻燧出火，教人熟食，铸金作刃，民人大悦，号日燧人。”《三坟》云：“燧人氏教人炮食，钻木取火，有传教之台，有结绳之政。”《汉书》亦有“教民熟食，养人利性，避臭去毒”的记载。清末著名学者尚秉和先生说：“火自无而有者也，其发明至为难能。燧皇感森林自焚，知木实藏火，不知几经攻治，几经试验，始钻木得之。其功又进于有巢，而即以是为帝号，可见当时之诧为神圣，而利赖之深矣。”又说：“或谓火化而食始于庖羲，故以为号，岂知燧人既发明出火，其智慧岂尚不知炮食?况炮者裹肉而烧之，燎其毛使熟耳。在熟食中，燧人氏不仅发明了人工取火，而且昀早教人熟食。尚先生在《历代社会风俗事物考》中还说：“由今追想未有火之先，凡肉皆生食，其有害于人而夭折者，不知凡几，且不知味。及得熟食，肉之腥臊者忽馨香矣，草木实之淡泊寡味者忽甘腴脆关矣，水之冰者可燠饮，居之寒者可取温矣。至黑夜燔柴以御虎豹，犹后也。当夫登台传教，广播为用之时，万民之感为至粗之法。燧人去伏羲近，伏羲益发达美备耳。其创于燧人，无疑也。”尚秉和先生认为，戴庆幸为何如，真惊天动地之伟业矣。既有火则可冶金作刃及他器用。未有火之先，凡器皆以石为之，今所谓石器时代也。”2.燃素学说古代神话中有普罗米修斯盗天火以救人类的故事，火对于人类生存发展的重要意义可见一斑。2而人类使用火的历史也有几十万年了，火为人类的智能及体能的增长提供了必不可少的条件。但是，火如何燃烧？这一点却长期困扰着人们，围绕火亦产生了诸多科学与不科学的猜测。在当时的科学不发达的条件下，人们是难对火再进行深究的。在古代，火被看作一切事物中昀积极、昀活跃、昀能动、昀容易变化的东西。自从十字军远征以来，欧洲的工业有了巨大的发展，形成了许多工业基地。在很多工业中都广泛地使用着火，这样使用火的范围日益扩大。不同的物质可燃性的大小、产生温度的高低以及金属煅烧后变成灰烬并且会增加的重量等等问题，在这时很自然地引起了人们的重视和思考。特别是17世纪之后，火在使物质发生化学变化的新技术中更加不可缺少，因而人们迫切需要了解燃烧的本质以提高燃烧的效果。但是，当时的炼金士的神话和经学家的空谈无法满足这些问题的解答。17世纪末，欧洲开始流传一种燃烧本质的学说“燃素说”，该学说在此后的100多年以来一直流传很广并占有统治地位。在燃素说提出之前，已经有人对燃烧现象进行了仔细的研究并且发出了许多议论。15世纪时，意大利人达·芬奇曾有这样的发现：在燃烧时，若无新鲜空气补充，则燃烧就不能继续进行，表明燃烧与空气的存在与否有着必然的联系。1630年，法国人雷伊进一步发展，金属锡和铅经煅烧后就增加了重量。他将这一现象解释这空气凝结于锡烬，如同干燥的沙吸收水分而变重一样。1664年，英国化学家胡克认为火焰是引起化学作用的混合气体。胡克忽视了空气在燃烧中的作用，他仍相信燃烧时，物体中有炼金士所谓的燃烧“硫素”放出。17世纪下半叶，形而上学、机械唯物论的自然基本形成，不可再分的物质微粒和机械的力成人们解释自然现象的基础。在这一时期，人们往往在解释各种现象时不自觉地运用“某某力”或“某某素”这样的名词。英国化学家波义耳在这里也提出了自己对燃烧本质的看法，他认为火应当是一种实实在在的，由具有重量的“火微粒”所构成的物质元素。依据此点，植物、燃料在燃烧时，它们的极大部分都变成火素散失在空气中去了，只留下了同原物体本身的重量相比微不足道的灰烬。1603年，波义耳在做一些金属的煅烧实验。他将铜、铁、铅、锡等金属放在密闭的容器内进行煅烧，再仔细定量地研究它们在煅烧后增重的情况。昀后，波义耳认为，在金属被煅烧时，从燃料中散发出来的火微粒，穿过容器壁，钻进了金属，并与它们结合而形成了比金属本身重的煅灰。他用下式对金属煅烧后的增重现象进行解释金属＋火微粒＝煅灰但是，波义耳没有在此基础上继续进行更深入的研究，昀终丧失了一次很好的在对火及燃烧现象的认识方面取得较大突破的机会。波义耳忽略了考察与金属密切接触的空气的变化情况，这一观察上的片面性，使他未能正确提示火和燃烧现象的奥秘。1674年，英国医生梅猷曾发表了他对燃烧现象的见解，他的见解在当时是相当先进的。他利用小动物进行实验，他将燃烧的蜡烛和一只小老鼠放在水面上，然后分别在两者上部罩一烧瓶。他发现瓶中的空气体积逐渐减少，他认为其中一部分物质被燃烧和呼吸消耗掉了，剩余气体经他测量得知比空气稍轻。之后，他又在实验中发现火药在水下仍能燃烧。于是，他认为，在硝石中也存在着那种空气中的助燃成分，他称之为“硝气精”。以上几种关于燃烧的见解在当时只是个别科学家所具有的，大多数人仍认为物质在燃烧时有某种东西从中逃走了。但是，这几种见解为以后燃素说的提出奠定了一定的基础，积累了一定的资料。在化学史上，人们普遍认为，贝歇尔和施塔尔共同创立了燃素说。贝歇尔是17世纪末德国的一位化学家，他提出燃烧是一种分解作用，动、植物和矿物等燃烧之后，留下的灰烬都是成分更简单的物质。在此推理，不能分解的物质，尤其是单质是不会燃烧的。贝歇尔认为各种物质都是由他所谓的三种基本“土质”组成的。这三种“土质”包括，“石土”-存在于一切固体物质中的一种“固定性的3土”；“油土”-存在于一切可燃物体中的一种“可燃性的土”；“汞土”是一种“流动性的土”。物质因三种成分比例不同而各有特性。贝歇尔用他的三种“土质”来解释物质燃烧的现象：物体在燃烧时，就会放出其中的“油土”部分，只剩下“石土”或“汞土”的成分。在这里，贝歇尔所谓的“油土”，便相当于以后的“燃素”。1703年，另一位德国化学家施塔尔在总结了前人关于燃烧本质的各种观点，并对其进行甄别之后，更系统地提出了明确的燃素学说。施塔尔认为，火是一各由无数细小而活泼的微粒构成的物质实体。这各微粒可以和其他的元素结合形成化合物。同时也能够以游离的形式存在。如果大量的微粒聚焦在一起就会形成明显的火焰，这些微粒弥漫在大气之中便给人以热的感觉。由这种微粒构成的火的元素称为“燃素”。他认为，燃素无处不在，包含于万物之中。甚至将闪电也归结为大气中含有燃素的缘故，它使大气动荡不已，他认为生物因含有燃素而富有生机；无生命的物体因含有燃素而能够发生燃烧。他认为燃素是万物的灵魂，物体失去燃素而变成死灰烬，灰烬获得燃素，物体就会复活。施塔尔这样解释燃烧现象，他认为一切与燃烧有关的化学变化都可以归结为物体吸收燃素或放出燃素的过程。例如，煅烧金属时，燃素从中逃逸出来，变成煅渣；将煅渣与木炭共燃，则煅渣又从木炭中吸取燃素而重回到金属面目。硫磺燃烧后变成硫酸，硫酸与松节油共煮而变成硫磺，都是由于物质中的燃素得失而完成变化的。在施塔尔看