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为什么水能灭火？专家解析消防员用水灭火原理

消防队员用水来灭火。（Shutterstock）

水和火在生活中扮演重要的角色，甚至可以说是人类文明中的两个要素。千百年来，人们都知道“水火不容”，而且会用水来灭火，但水为什么能扑灭火焰呢?

据生活科学（Live Science）网站的报道，美国国家森林局（U.S. Forest Service）密苏拉火科学实验室（Missoula Fire Sciences Laboratory）的火焰燃烧与行为专家麦卡利斯特（Sara McAllister）表示，人们会用水来灭火主要是因为它很能吸热。

事实上，水并没有直接对火起作用，而是削弱了火能燃烧的条件。

加州大学柏克莱分校（University of California, Berkeley）的燃烧专家戈尔纳（Michael Gollner）告诉该网站说，火的三个构成要素是燃料（可燃物）、氧气和热源。水的功用其实只是让可燃物（例如木材）变得比较难以维持燃烧。

戈尔纳指出，当木材燃烧时，火焰的热量会让木材里的物质蒸发为气体，为火焰提供燃料。如果你把燃烧中的木材浸入水中，火的热量足以让水蒸发。

因为水具有高度的吸热性，所以要让水蒸发会消耗很多能量或热量。如果火焰把热量用来使水蒸发，它能用来为可燃物加热的热量就会减少。当水吸收热量时，可燃物会降温。如果火焰无法为可燃物加热直到蒸发，它就无法继续为自己提供燃料，最终就会熄灭。

熊熊烈火。（Shutterstock）

戈尔纳说，另一个抑制火势的方式是把可能会燃烧的可燃物弄湿，这样火焰就不会扩散。这就是自动喷水系统的原理。它能避免火势进一步蔓延，争取时间让消防队员前来灭火。

在特殊的情况下，蒸发的水分也可以用来灭火。比如说，某公司放置服务器的房间不能喷水，因为水会破坏这些电脑设备。但在这样的密闭空间里，这种被称为“水雾”（water misting）的方法就派得上用场。将大量水蒸气像喷雾一样喷进房间里，它们就能让火焰降温，而且取代氧气，进而达到灭火的目的。

麦卡利斯特说，在某些情况下，用水来灭水并不是可行的方案，尤其是在野地发生火灾时，因为在这样的大型火灾中，要取得足够的水来灭火会困难许多。

直升机在野火现场灭火。（Shutterstock）

戈尔纳说，直升机在野火现场投水并不是要扑灭火焰，而是为了延缓火势，争取更多时间让消防队员采取其他方法来灭火，例如移除可燃物和用泥土闷熄火焰等。

美国内政部野地火灾办公室（Office of Wildland Fire）在其网站上提到，在控制野地火灾方面，消防队员会藉由移除火的三个构成要素之一来达到灭火的目的。

他们会在地面上使用泵或野地消防车将水或防燃剂喷洒在火场上，或在空中使用直升机与飞机来喷洒，以移除热源。他们也会用手动工具或推土机等重型装备来移除可燃烧的植被，以去除可燃物这个要素。

该办公室说，野火的增长取决于天气、地形和可燃物。在2022年，美国各地发生了68,988起野火，而在该会计年度，美国政府支出了6亿4,900万美元来灭火，这比1994年的支出2亿美元多了好几倍。