哪吒的火+敖丙的冰=蒸汽爆炸？

審核專家：周洪直 北京工業(yè)大學(xué)物理與光電工程學(xué)院高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，碩士生導(dǎo)師

在電影《哪吒2》中，哪吒和敖丙聯(lián)手沖破天元鼎，場(chǎng)景震撼，令人印象深刻。這背后，其實(shí)隱藏著關(guān)于蒸汽的科學(xué)原理。

讓我們從科學(xué)的角度來(lái)看看天元鼎是怎么爆開(kāi)的。密閉的天元鼎如同一個(gè)巨型高壓鍋，當(dāng)哪吒的三昧真火與敖丙的玄冰在天元鼎內(nèi)相遇時(shí)，瞬間產(chǎn)生的大量蒸汽，讓鼎內(nèi)的壓強(qiáng)急劇上升，超過(guò)鼎壁承受能力，就會(huì)使天元鼎發(fā)生塑性變形，最終導(dǎo)致爆炸。

蒸汽的力量在人類文明進(jìn)程中扮演著重要角色，進(jìn)入數(shù)字化和信息化時(shí)代，蒸汽技術(shù)是不是已經(jīng)過(guò)時(shí)了？

蒸汽力量的來(lái)源

蒸汽亦稱“水蒸氣”，其用途除了加濕加熱外，還能產(chǎn)生動(dòng)力，作為機(jī)器驅(qū)動(dòng)等。根據(jù)壓力和溫度的不同，可以將各種蒸汽歸類為飽和蒸汽、過(guò)熱蒸汽兩類。

飽和蒸汽是在一個(gè)大氣壓下，溫度為100攝氏度的蒸汽。但是過(guò)熱蒸汽則不同，在高溫高壓的密閉條件下，高溫蒸汽的溫度可在200~600攝氏度之間，壓力范圍也可達(dá)到10巴到200巴之間，也就是每平方厘米將產(chǎn)生大約10公斤到200公斤的壓力。這時(shí)候的高溫高壓蒸汽的能量很大，一旦操作失誤，將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。

當(dāng)冰火相遇時(shí)，固態(tài)的冰在高溫下不僅會(huì)快速融化成水，還會(huì)直接形成高熱蒸汽，體積也隨之急劇膨脹。在特定的容器中，這種膨脹會(huì)釋放出巨大的壓強(qiáng)，產(chǎn)生強(qiáng)大的蒸汽動(dòng)力。這種壓強(qiáng)在密閉環(huán)境中不斷增加，如果不及時(shí)疏導(dǎo)，就會(huì)爆炸。?

蒸汽技術(shù)過(guò)時(shí)了嗎？

當(dāng)然沒(méi)有，蒸汽技術(shù)依然在許多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

在發(fā)電領(lǐng)域，蒸汽輪機(jī)仍是主要?jiǎng)恿ρb置。核電站利用核反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量加熱蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。超臨界蒸汽技術(shù)的應(yīng)用，使火力發(fā)電效率顯著提升。

在工業(yè)生產(chǎn)中，蒸汽廣泛用于加熱、干燥、消毒等過(guò)程。食品工業(yè)的滅菌、紡織工業(yè)的染色、化工生產(chǎn)中的反應(yīng)加熱，都離不開(kāi)蒸汽。

在醫(yī)療領(lǐng)域，蒸汽也扮演著重要角色。高溫蒸汽被廣泛用于醫(yī)療器械和實(shí)驗(yàn)器具的消毒，確保無(wú)菌環(huán)境，減少交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)。

不僅如此，從生活到尖端科技，蒸汽還有更廣泛的應(yīng)用。

從家用蒸汽熨斗、蒸汽清潔機(jī)，到蒸汽美容儀，蒸汽的應(yīng)用使生活更加便利舒適。例如，蒸汽能帶走衣物上的異味，這是因?yàn)檎羝哂休^強(qiáng)的滲透性和擴(kuò)散性，能夠迅速滲透到衣物的微小縫隙中，將異味分子帶出并稀釋在空氣中。

超臨界發(fā)電機(jī)組、核反應(yīng)堆、尖端材料制造和航天科技突破等，則是蒸汽技術(shù)在尖端科技方面的應(yīng)用。

從工業(yè)革命時(shí)期的蒸汽機(jī)車、蒸汽輪船，到現(xiàn)代的發(fā)電站、城市集中供暖、常規(guī)航母上飛機(jī)的彈射，蒸汽技術(shù)都是非常重要的一部分。隨著科技的進(jìn)步，蒸汽技術(shù)也在不斷發(fā)展和創(chuàng)新，展現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和應(yīng)用潛力，繼續(xù)為人類社會(huì)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。