03.10 鑽木為什麼會生火:摩擦生熱

鑽木取火利用的是熱物理學中摩擦生熱的原理。這個原理我們在生活中很常見,比如在寒冷的冬天,我們快速摩擦雙手,會讓雙手感覺暖和一些。那摩擦為什麼會生熱呢?摩擦產生的熱量可以幹什麼呢?科學隊長就要來講講啦。

鑽木為什麼會生火:摩擦生熱

東非的馬賽人沿用傳統的“鑽木取火”

圖片來源:Roberto Carisi - Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

古代人類發現,利用一根削尖頭部的木棍,放置在另一根木頭上快速旋轉。木棍轉動的速度越來越快,在木頭孔裡的溫度會越來越高,慢慢地開始冒煙,甚至可以引燃幹樹枝、毛髮等物品,火焰就這樣出現了。

鑽木為什麼會生火:摩擦生熱

電子顯微鏡下氧化鐵立方的納米顆粒

圖片來源:Erik Wetterskog et al. - Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

世界上的物體,它們的表面在顯微鏡下都不是完全平滑的。即便是摸起來很平很滑的冰,它的表面也是由凹凹凸凸的小分子組成的。

鑽木為什麼會生火:摩擦生熱

沙灘上的腳印

圖片來源:Pixabay, Public Domain

走在光滑的瓷磚上時,你可以輕易地滑行,不過會慢慢停下來,這個讓你減速的原因就是動摩擦力。但當你在沙灘上時,你會發現幾乎不能滑動,而是要一步一步地走過去。沙灘阻止你滑動的阻力很大一部分就來自於靜摩擦力了。

鑽木為什麼會生火:摩擦生熱

混凝土切割機工作時在石頭上灑水降溫

圖片來源:Wikimedia Commons, Public Domain

相互摩擦的物體表面分子不斷地互相碰撞,導致物體本身能量的升高了,它的溫度就會升高,也就是說,我們摸起來會覺得越來越熱。

鑽木為什麼會生火:摩擦生熱

鋸斷木板需要人發力使鋸齒上下運動

圖片來源:Asadabbas - Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

要想“摩擦生熱”,需要的是動摩擦力。動摩擦力的產生需要相對運動,而做相對運動是需要能量的,能量來源於其他力的作用。

鑽木為什麼會生火:摩擦生熱

汽車上的盤式制動器

圖片來源:Pixabay, Public Domain

小汽車的剎車機構,實際上就是利用剎車片與剎車碟之間的摩擦,讓車輪轉的越來越費勁,進而減慢車子的速度。

鑽木為什麼會生火:摩擦生熱

手戴戰術手套的美國大兵

圖片來源:Wikimedia Commons, Public Domain

如果士兵不帶手套就抓住繩子滑下飛機,那麼由於手和繩子之間的摩擦會產生大量熱量,非常容易讓手受傷,因此索降時必須要帶上保護用的戰術手套。現在,你對摩擦力的瞭解有沒有更深入了呢?

※ 快把有趣的節目分享給你的小夥伴吧!


分享到:


相關文章: