十万个为什么炉子的主要内容？
《十万个为什么》第二站 炉子
人什么时候开始会取火？
冬天的夜晚，劈柴在炉子里毕剥毕剥地爆得好欢啊！你看着那火苗，很容易想象出许许多多奇异的东西火烧的城市，被围的堡垒。那劈柴的爆裂声好比是排炮的轰响，那火舌就像是顺着堡垒城墙跑的士兵。
古时候，人们以为在火里住着小小的火壁虎火的神灵。还有人认为火就是神明，建造庙宇来供奉它。在这种庙宇里点着奉献给火神的灯，几百年不让熄灭。
点长明灯是世界上最古老的风俗之一。几万年以前，人们还不会取火。他们不是取火，而是觅火，就像现在人在寻觅宝石一样。难怪当时珍惜火就像珍惜宝贝一样。如果它熄灭了，就没有地方再去找到火了：人们那时候还不会取火呢。有时候会发生这样的事：闪电烧着了树木。人们惊恐地看着那火兽吞吃树木，毕毕剥剥地折断树枝，用舌头舔着树皮。他们都怕走近，却又不愿意走开：在寒冷的夜晚，在一棵烧着了的树木旁边是暖和而愉快的。
原始人是很勇敢的。他们常常不得不跟那些巨大的披毛的猛犸和强壮的洞熊进行战斗。后来终于有一些大胆的人，他们不怕去接近那逐渐熄灭的火。我们不知道谁是第一个决定抓起一根烧着的树枝并且把这奇妙的猎获物带回家去的。或许干这件事的不止一个人，在不同的地方有几个人这么做了。不管怎么样，总是有一些大胆的、勇于创新的人，他们像驯服野兽一样驯服了火。
爱迪生创制第一个电灯泡的发明，比起这些披着兽皮、有长长的胳膊和向里翻的脚的人的发明来，也就不算什么了。没有火，我们到现在还会和褐猿或者大猿没有什么太大的差别。
明亮的火光照亮了原始人的岩洞和土窑。可是又过了多少万年，人们才学会了取火。人学会了取火，就可以不怕丢失火种了。要是风雨熄灭了火堆，随时可以重新点起一个来。后来，人们一直在庙宇里点着长明灯，来纪念那个时代，那个时代人们还不会取火，那个时代火是一种稀罕珍贵的宝贝。
不管这件事好像多么奇怪，最古老的取火方法还是保留到了我们这个时代。原始人用一根小木棍和另一根小木棍摩擦取火。我们也用摩擦来取火用火柴擦在火柴盒上。
可是这有区别，区别还很大。擦着一根火柴只要一刹那工夫，要摩擦一块木头着火，即使是很干燥的，也总要你忙五分钟，或者还要更长时间，而且还得会干。火柴谁都会擦，可是你倒照着原始的方法取取火看。我很怀疑你能干得成功。
为什么火柴会着火？
原始人没有像我们那样的工具。他既没有锯，也没有刨。他用尖的石头或者骨头来锯来刨。用这样的工具做工绝不轻松。他不得不长时间地擦着刮着，使得木头发热，有时候甚至着起火来。或许正是这个使人想到，摩擦可以取火。要使木头着火，必须让它发热得很厉害。所以，两根小木棍必须摩擦很久才行。
火柴却是另外一回事了。火柴头是由一种不太热也会着火的东西制成的。火柴头触到一块热的铁，比如热的炉子的门，就足够使它着火。可是如果你拿火柴的另一头去触炉门，就不会着火。这就是为什么火柴并不需要在火柴盒上擦五分钟的道理。它只要一擦就着。
火柴是什么时候发明的？
火柴发明至今的时间并不是很久。1933年，第一家火柴工厂整整满一百岁。在这之前，取火都用别的办法。一百多年前的人，口袋里带的不是火柴盒，而是一只小盒子，里面有三件奇怪的东西：一小块钢、一块不大的石头和一小块像海绵似的东西。如果你问这是些什么东西，他们会告诉你，那钢是火镰，那石头是火石，而那块海绵是火绒。
整整一堆东西就顶一根火柴！
那时候是怎样取火的呢？一个穿着华丽长袍的胖子，嘴里衔着一根长烟管。他一只手拿着火镰，另一只手拿着火石和火绒。他拿火镰去打火石。没有效果！再打一次，还是没有效果。再打一次，火镰上跳出了火星，可是火绒没有燃着。最后，打到第四次或者第五次，火绒才燃着了。
说实在的，这就是一个打火机。打火机里也有小石头，就是火石；也有一小块钢，就是那小轮；也有火绒，就是浸透汽油的灯芯。
用火镰打火并不简单。至少，当欧洲的旅行家想教格陵兰的因纽特人用欧洲人的方法取火时，因纽特人拒绝了。他们认为还是他们的老法子好：他们像原始人那样摩擦取火用皮带拉转一根小木棍，小木棍竖在一块干木板上。
欧洲人自己并不反对改用什么更好的东西来代替火石和火镰。市场上时常有各种各样的“化学发火器”出售，一种比一种古怪。这里是一种火柴，一触到硫酸就会发火；那里是一种玻璃头的火柴，得用一把钳子把玻璃头夹碎，火柴才会发火；还有一种很复杂的发火器，整个装置全是用玻璃制成的。可是所有这些使用起来都不方便，而且价格很贵。
这样一直延续到黄磷火柴发明为止。黄磷这是一种只要稍稍加热到六十摄氏度就会着火的物质，好像再也想不出比它更好的制火柴的材料了。但是黄磷火柴完全比不上我们现在的火柴好使。
黄磷火柴是很毒的，它主要的毛病是太容易着火。要点着这种火柴，只要在墙上甚至在靴筒上一擦就行。这种火柴着火的时候，要发生爆炸。火柴头像个小炸弹，碎粒向四面八方飞散。火柴着过以后，还留下一股不好闻的二氧化硫气味，给人一种坏印象。这种火柴头里除了黄磷，还有硫黄，硫黄燃烧就变成二氧化硫。
六十年前，出现了“安全”火柴或“瑞典”火柴，这就是我们现在用的火柴。这种火柴头里完全没有黄磷，另一种易燃的物质代替了它。
为什么水不会燃烧？
有些东西受到强热以后就会燃烧。有些东西甚至稍稍加热就会发火。可是也有些东西完全不会燃烧。比方说水就不会燃烧。
你想知道这是为什么吗？这正和灰烬不会燃烧是一样的道理。水本身就是从燃烧中得到的。
要得到水，该用什么来燃烧呢？氢气，这就是用来灌气球和飞艇的那种气体。现在也用另外一种气体氦气来灌飞艇。氦气不会燃烧，所以坐这种飞艇飞行比较安全。
炉子烧着以后，劈柴到哪里去了？
你从杂物间里搬来重重的一捆劈柴，砰的一声把它丢到炉子旁边。这些劈柴都挺好挺结实。它散发出香气，就像屋子里搬来了圣诞树。你把炉子生起火来。过一两个小时，你看那捆劈柴已经什么也没有留下。只有地板上融雪的一块湿迹，还有炉子里的一两撮灰。这一捆劈柴到哪里去了？烧掉了。
可是，烧掉是什么意思呢？这一点得研究研究。蜡烛点着了，也会消失。这是怎么回事？它是完全消失了，还是仅仅看起来好像是消失了？
我们来做这样的实验。拿一把匙和一支蜡烛，把匙罩在烛焰上，匙上蒙上了一层雾，一层小水滴。
水是从哪里来的呢？显然，这是从蜡烛里来的，没有别的来源。
现在把匙擦干，拿它放到烛焰里。匙上熏了一层烟炱小炭粒。炭是从哪里来的？仍旧是从蜡烛里来的。
为什么以前没有看见炭呢？这正和屋子里看不见梁或钉是一样的道理。梁、钉、砖只在屋子着火的时候才看得见。这里也是一样：炭只有在我们安排一场小火灾点起蜡烛的时候才看得见。
好。蜡烛点着的时候，我们从它那里得到水和炭。可是水和炭又到哪里去了呢？水变成水蒸气飞走了。正是这个水蒸气，当我们把匙罩在烛焰上的时候，它凝结在匙上。那么炭又到哪里去了？当蜡烛冒烟的时候，炭就以烟炱微小的炭粒的形式飞散开去，然后落到天花板上，落在墙壁上，落在周围的东西上。
可是如果蜡烛燃烧得好，那就不冒烟炭全都燃烧了。燃烧？可是，燃烧是什么意思呢？事情又得从头说起。炭燃烧，又到哪里去了？两者必居其一：不是完全消灭了，消失了，就是变成了别的什么物质，只是我们看不见罢了。
让我们来试试捉住这个隐身人。这需要两只装果子酱的瓶子和一个蜡烛头。
把蜡烛头插在一根铅丝上，以便把它放到瓶子里。拿一只杯子，倒进去一些石灰水。石灰水是这样制备的：拿少许生石灰，把它放到水里搅和，用吸墨水纸过滤。如果得到的溶液混浊，就再滤一次，使它变成完全透明。 现在把蜡烛头点着，小心地把它放到空瓶底上。蜡烛头燃着燃着，终于熄灭了。把它提上来，点着了再放进瓶里去。这一次蜡烛头立刻就熄灭了，好像它浸到水里一样。
可见瓶子里现在有些什么东西妨碍蜡烛燃烧。那可能是什么东西呢？你知道瓶子看上去是完全空的。
现在我们这样来实验。瓶子里倒进一些石灰水。水变浑了变成白的了。可是我们把石灰水倒到另一只瓶子里去，那里什么也没有变化，水仍旧是透明的。可见在那原先蜡烛燃烧过的瓶子里有些什么看不见的气体，会使石灰水变混浊。科学家管这种气体叫二氧化碳。他们发现，炭燃烧的时候就得到二氧化碳。
现在我们可以回答蜡烛到哪里去的问题了。它先是变成炭和水。水飞散了，炭又燃烧变成了二氧化碳。
这正是劈柴发生的情形。劈柴也变成了炭和水。炭又燃烧，尽管不是全部烧掉：总会有少许未燃烧的炭留在炉子里。而烧掉了的炭，那就是二氧化碳，就和水蒸气一起飞到了烟筒里。冬天，烟筒里冒出滚滚白烟，这就是水蒸气遇冷凝结成了小水滴。如果烟是黑的，就是炉子冒烟了；这种烟里还有许多未燃烧的炭，这就是烟炱。
炉子里火旺的时候，为什么呼呼直响？
冬天，只要炉子里火一生旺，屋子里就热闹了。炉子呼呼直响，好像乐队里的大喇叭，而炉门砰訇作响，好像铜铙钹。这些呼呼和砰訇的声音是从哪里来的呢？要喇叭呼呼地响，得有人去吹它。可是有谁在吹炉子呢？
事情是这样的。当我们把炉火生起的时候，炉子里的空气就烧热了。热空气比冷空气轻，它要往上升，室内的冷空气就进来填补它空出来的位置。于是，产生了一股气流空气从炉子底下经过炉子向上流去。
这很容易证实。拿几张小纸片放在一张硬纸板上，不过小纸片得放在硬纸板的边沿上。把硬纸板靠近炉门的小孔。小纸片就一张跟着一张飞进炉子里去了。
是什么东西把小纸片带进去的呢？那是从室内流进炉子的空气流。空气流带走小纸片，就像河流带走扔进去的小木片。可见并没有谁在吹炉子，而是空气自己向那里跑的。
可是空气热了真的会往上升吗？这你可以亲眼看到。在有太阳的日子，拿一支点着的蜡烛或者一盏灯放在窗台上。你看到窗台上有火焰的影子，在火焰影子上面还有往上升的空气流动的影子。正是因为这个，火焰总是往上伸展：空气上升引着火焰一起跑。
现在你可明白，为什么要在炉门上钻孔？为了让空气进去。
可是为什么需要空气呢？为了让劈柴在炉子里燃烧。没有空气比如在一只密不通风的炉子里劈柴就燃烧不起来。通风越好，劈柴就燃烧得越好。你大概已经注意到：通风好的时候，劈柴就烧得旺；而通风不好的时候，劈柴就烧得有气无力了。
科学家在实验室里研究了空气。他们发现，空气是几种气体的混合物，其中大部分是氮和氧。燃烧需要的气体正是氧。
劈柴在炉子里燃烧的时候，发生的情况是这样的：劈柴里存在的炭和从空气里来的氧化合成了二氧化碳，而氢和氧化合成了水。
可见空气在它的旅途上沿着“炉子烟筒”这条路线前进中，已经完全变了。它里面的氧剩得不多了，而代替氧的从炉子带到烟筒里去的是水和二氧化碳。
为什么水能灭火？
如果把蜡烛浸入水里，它就熄灭了。这是为什么呢？因为蜡烛燃烧需要的是空气，而不是水。这正是水为什么能灭火的道理：它不让空气接近燃烧的物体。当然，也可以用别的方法来灭火：盖上毯子或者撒上沙子。毯子或者沙子不让空气接近火，火就熄灭了。
关于炉子的谜
你来猜猜这个谜。炉子烧着了，却没有火焰。空气哪里进去，烟就从哪里出来。
这是什么？这是人。你知道我们呼吸的时候，吸进空气，呼出水和二氧化碳，完全像一只炉子。
这你很容易证实。呵口气在匙上，匙蒙上了水雾。这是你的水。现在拿一根麦秆向石灰水里吹气。水变混浊了。这是你的二氧化碳。我们的鼻子既做进空气的炉门，又做出烟的烟筒。在我们这个炉子里燃烧的，就是我们吃的食物。我们的身体总是热的，也就是这个缘故。
