“本生灯”的故事

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  在一个多世纪以前,化学是一门非常危险的专业。当时人们对于许多化学物质的特性还不太了解,在做实验的时候经常发生意外。1841年,在德国的哥廷根大学里就又响起了爆炸声。住在附近的人们跟着消防车一起跑向大学的校园,只见一团烟雾正从大楼的一扇窗子里向外飘出。消防员飞速地跑上楼去。不一会儿,他们从楼梯上扶着一个人走下来。这个人用一块手绢捂着脸,脸上都是血,头发也给烧焦了不少。消防员叫喊着:“快叫医生来!”
  对大学来说,这是一次“幸运”的事故,因为爆炸的烈度并不高,没有引起损失重大的火灾。但是,对这位正在做实验的科学家来说却很不幸:他的一只眼睛被爆裂的玻璃烧瓶飞溅出来的碎片击中,永远失明了。同学和同事纷纷到他家里探望,发现他并没有因此变得消沉,而是还在计划着新的研究工作。大家都十分佩服地向他的父亲表示:“本生先生,您的儿子真是个坚强的人!“
  “那还用说?”原来,这位老先生本身就是哥廷根大学的物理学教授,他为儿子的表现感到十分自豪,“别看罗伯特是我最小的儿子,他可比他的哥哥们都要有成就呢!”
  的确如此,罗伯特·威廉·本生从小就是个“神童”,在19岁时便获得了博士学位。从1830年到1833年,他在欧洲游历、求学,结识了很多有名的科学家。回国后,本生先后在德国的多所大学工作。在这期间,他进行了对有机化合物、气体分析、电极等多个方面的研究。其中,他投入精力最多的是对砷化合物的研究。砷,就是我们通常说的砒霜,是毒性很强的一种化学物质。这种研究十分危险,但坚强的本生从不畏惧,总是迎难而上。直至付出了如此巨大的代价。
  虽然遭遇了不幸,但本生赢得了科学界的尊敬和赞誉。1852年,德国海德堡大学聘请本生担任本校的化学教授。本生在视察了学校的实验室之后,认为很多设备都已落后,不能适应实验和研究的需要,就向学校提出:他要根据自己的设计建造新的化学实验室。学校同意了这个计划。
  经过近三年的改造,本生建成了新的化学实验室。从过去的经验教训中,他已经发现,化学实验的关键就在加热方面。很多事故都是因为加热时操作不当,或者温度控制得不合适,才会发生的。当时,实验室里主要的加热用具是酒精灯,可是酒精燃烧的火焰温度并不高。普通的酒精灯的火焰温度最多能达到400°C,酒精喷灯的火焰温度高一些,可以达到1000℃,但这都不能满足高温实验的要求。看来,需要寻找新的燃料,才能提供更高温度的火焰。
  那时,德国的一些城市已经开始普及煤气路灯。本生在回家的路上,想到了利用这种新的燃料。于是他设计了一个利用煤气加热的装置。但煤气燃烧,会产生很大的黑烟。这次试验没有成功。同事们也都劝他放弃这项研究:“一来,搞装置不是你的专长;二来,你的眼睛会很吃力。再说,煤气试验也很不安全,搞不好的话——”
  “搞科学研究就像上战场一样。如果没有好的武器,怎么能打胜仗呢?”本生不愿意就此放弃。就在这时,他的一个学生从英国带回了著名的科学家迈克尔·法拉第发明的新灯具。看来,为加热问题头疼的科学家还真不是一个两个呢!本生立刻开始研究这种灯,发现它也是用煤气来做燃料的,而且也有很多毛病:火焰小,温度低,不稳定,火焰大小难以调节。
  通过把这种灯和自己试制的灯相比较,本生发现了这一系列问题的症结所在:由于煤气与空气接触的时间短,燃烧得不充分,温度也就上不去,而且还会产生大量黑烟。所以,要想火焰烧得旺,就一定要在点燃之前,让煤气和空气充分混合起来。
  经过一次次改进,1855年,著名的“本生灯”终于诞生了。它可以安全地燃烧煤气或石油气,而不会让火焰倒流进气体供应管内,其中空气和煤气的比例在3:1时,燃烧出的火焰最适合实验加热使用,这时的火焰温度最高可达1500℃。可以通过旋转灯管或者下部的螺丝来调节煤气的进气量,以控制火焰的大小。
  本生灯的发明不但解决了化学实验室里的加热问题,而且现如今的很多煤气用具其实都是利用本生灯的燃烧原理制造出来的。例如我们家里用的煤气灶、天然气炉具等等。这一切都要归功于本生坚强的意志和他为科学勇于探索、不畏危险的献身精神!
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