制造火龙卷

徐杰

火龙卷是一种像龙卷风一样的、具有强烈热量，处于中空燃烧状态的巨大火焰。

在美国科罗拉多河河畔曾经出现过一场自然奇观。这片区域当时正在发生山火，随着热气上升，遭遇大风后，就形成了气旋，气旋与火焰、灰烬夹杂在一起，形成了“火龙卷”。

如果我们能够清楚地了解火龙卷发生的成因和原理，就能够更好地防范和控制火龙卷的发生，从而将火龙卷带来的伤害降低到最小程度。让我们一起来做做下面的实验，你就能明白其中的科学原理了。

实验材料

耐热玻璃材质的1L量筒、燃烧皿、酒精、食盐、耐热手套、灭火器。

实验过程

1.将耐热玻璃材质的1L量筒底座切割后再对切，成为对半的两片半圆形玻璃片。

2.取一个直径小于玻璃管直径的燃烧皿，装入少量酒精及少量食盐，点燃后，将两片玻璃管围住火焰（注意：两片玻璃片要稍微错开，形成缝隙，以便空气可以流通）。

你会发现，用玻璃管圈住火焰后，原本小小的火焰就会转变成很大的火舌;如果将玻璃管拿开，火焰又马上变小。

科学原理

玻璃管围住了火焰，有两道缝隙，可以让空气流入，形成螺旋状的气流（蓝色箭头）。当火焰燃烧产生的热空气上升（红色箭头），空气可以由玻璃管缝隙流入补充，使得玻璃管内的空气一边旋转一边上升，造成火龙卷的现象。另一方面，由于火焰被限制在玻璃管内，热量往四周散开的少，玻璃管的内部与外围的温差增加，空气对流也就越快，因此使得火焰更为旺盛。

央视综合频道的大型科普节目《加油！向未来》也曾做过火龙卷的实验：在四周包围的亞克力板空间内，随着燃烧物被点燃，一股由火苗构成的“彩色火龙卷”便出现在了观众眼前。

火龙卷在生活中有惊人威力，全世界多个国家发生的火龙卷灾害都造成了不小的损失。1871年10月8日，一场森林大火席卷了美国威斯康星州东北部的格林贝湾两岸，总共有1000余人丧生，造成如此巨大伤亡的“凶手”正是一场火龙卷。

友情提醒

1.本实验教师演示即可，并配备好湿抹布、灭火器，以备不时之需。2.本实验如果以薄的金属片（例如铝片）代替玻璃管，只能由上方观察火焰。3.酒精的火焰为淡蓝色，不是很明显，加入少量的食盐，可以使焰色呈现黄色，有利于观察。