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揭开“赴汤蹈火”的奥秘

2020-06-29 07:15:41 《百科知识》 2020年12期

华兴恒

汉语中有一个成语叫“赴汤蹈火”,意思是说,为某事付出全部勇气,不避艰险,勇往直前。在古文中,“赴汤蹈火”一词的后面,往往跟着“死无辞也”“同死同生”“亦所不辞”之类有关生生死死的词,可见,一旦真要“赴汤蹈火”,绝无生还的可能;然而,在现实中,的确有那么一些人,“赴汤蹈火”而毫发无损,令人咋舌。

在一些电视节目里、联欢晚会上或者是街头的杂技表演中,你或许就能看到此类表演:只见杂技艺人赤足在烧得通红的木炭上疾行而过,而赤裸的双足完好无损;还有的杂技艺人将熊熊燃烧的火球徐徐放入自己的口中,不仅没有因此受伤,反而能从口里喷出一条长长的火龙来……“蹈火”表演让人看得心惊肉跳,而“赴汤”一幕更令人毛骨悚然:眼前摆着一口烧得热气腾腾、沸水翻滚的大铁锅,只见杂技艺人定定神,把赤裸的手臂猛地伸进沸水中,迅速捞出沉在锅底的铁钉;然后,不慌不忙地向观众展示那只曾入过沸水的手臂—完好如初,一点也没有烫伤的痕迹。

这些“赴汤蹈火”的表演节目既惊险刺激,又令人百思不得其解:难道这些杂技艺人有特异功能不成,还是事先涂了什么特效药?

烤箱生存靠出汗

在回答这个问题之前,我们先来看看两位英国物理学家“赴汤蹈火”的故事。

为了验证人体所能够承受的高温极限,英国物理学家布拉格顿和钦特里自告奋勇进入面包房的大烤箱里。他们让烤箱外的工作人员将烤箱温度逐渐调高,直到烤箱内干燥空气的温度达到160℃时才停止加热。160℃!烤箱外的工作人员都感到两位物理学家的高温极限实验太过疯狂,其后果不堪设想;然而,结果大大出乎人们意料:在烤箱里面待了数小时后,两位物理学家毫发无损地走了出来。

我们都有这样的体验:炎炎夏日,当气温达到38℃、39℃时,人就会感到难以承受,容易中暑昏厥。为什么两位物理学家在温度高达160℃的烤箱中待了数小时,还能安然无恙呢?要知道,这个温度远远高于人体能承受的温度。

这其中的奥秘与汗水有关。我们知道,人体只要处于高温环境中,就会不停出汗,且气温越高,出的汗越多,有时甚至可以称得上挥汗如雨。由于汗液不断蒸发变为气体,在这一过程中,不仅会带走大量的热量,而且可以在人体表面形成一层薄薄的蒸汽膜,从而使得紧贴皮肤的那层空气的温度大大降低。再者,由于空气是热的不良导体—换句话说,空气不善于传热;因此,可以有效减少周围热源向人体传递热量,从而使得人体的温度不至于过快升高。两位物理学家之所以能够在烤箱中待上几个小时,是因为不断产生的汗水帮助他们渡过了高温这道难关。事实上,待在高温烤箱里的数小时里,他们要不断地喝水,补充身体中的水分,这是保证他们安全留在烤箱中的一个必要条件。

解开了英国科学家勇闯高温烤箱之谜,我们再回过头来看文章开始提到的问题。那些“蹈火”“吞火”“喷火”或是“沸水锅里捞铁钉”之类的表演,究竟是怎么做到的呢?有的人认为,表演者之所以没有受伤,是因为事先在身体相关部位涂上了“绝热剂”之类的“神药”。事实并非如此。这些让人惊叹的表演背后不过是利用了物理学的基础知识,即“气体是热的不良导体”这一物理特性。

蹈火全凭水与砂

不知大家注意到了没有,表演“吞火”或“喷火”的杂技艺人在接触灼热的物体之前,都会在手或嘴等部位迅速而隐蔽地沾上一些水;之后,当手或者嘴接触灼热的物体时,水分突然受热会立即汽化,从而在手或嘴部皮肤周围形成一层很薄的水蒸气。由于水蒸气是热的不良导体,在短时间内,这层薄薄的水蒸气可以起到绝热保护的作用,因此,也就不会让表演者的手或嘴被烫伤。表演者在烧得通红的木炭上进行“蹈火”表演前,不仅要在足底沾些水,而且还要喝足够多的水,其目的是为了让脚底尽可能地多出汗。当脚底上的某个部位与炭火接触时,汗水同样会迅速汽化,在脚底和灼热的炭火之间形成一层很薄的蒸汽膜,从而有效地起到了绝热保护作用。表演者在行走过程中,脚底会在抬起的过程中源源不断地产生汗水,这就有效地补偿了因蒸发损失的水分,从而继续在脚底与木炭之间形成蒸汽膜,以起到良好的保护作用。

此外,杂技演员赤足走在红透的火炭上而毫无烫傷之迹象,其背后还有一件“秘密武器”。这种神秘的物质其实并不稀有,在哪里都能买到,它能使通红的火炭瞬间降温,人们快速跑过时,自然就毫发无伤了。这类物质中的一种是白色的硼砂,另一种则是红色的朱砂(又叫辰砂)。原来,晶体在溶解时要吸收大量的溶解热。当把硼砂或朱砂撒在火炭表面时,因为溶解吸热,会使木炭表面的温度猛降。加之朱砂是红色的,将其溶解在水中后,那红色的“圣水”看起来更增加了“蹈火”的神秘感。这也是为什么杂技艺人在表演时需要时不时就往火堆里散“法粉”和喷“法水”。在表演前,杂技艺人还会把双脚泡在饱溶朱砂和硼砂的“圣水”里,这无疑在火炭和双脚之间形成“砂层”,增加了“蹈火”而毫发无损的安全性。

沸水里面有门道

上面,我们分析了杂技艺人赤足“蹈火”背后的科学道理;那么,“赴汤”表演的奥妙又是怎么回事呢?

其实,大家所看到的大铁锅中沸腾的“开水”并不是真正的纯净水,而是加了一定量醋的水,这样做的目的是使水的沸点大大降低。通常情况下,纯净水的沸点为100 ℃;而加了适量醋的水,沸点可以降低到60 ℃左右。所以,如果在该温度的“沸水”中捞铁钉,自然不会被烫伤了。

最后,需要提醒大家的是,尽管我们明白了“赴汤蹈火”背后的科学道理,也千万不要尝试这些危险动作。这是因为,杂技艺人们受过长期的专门训练,使得他们表演时的动作非常迅速、敏捷,并且,这其中也蕴含一定的表演技巧。对于没有接受过专业训练的普通人来说,是做不到这一点的。所以,大家千万不要随意模仿,更不要贸然尝试,以免受伤。