爆炸的原理

要解答上述問題，我們首先要理解爆炸產(chǎn)生的機理。爆炸是一種能量快速釋放的過程，即積蓄在一個小范圍內(nèi)的能量迅速釋放到更為廣闊的空間之中。想要產(chǎn)生爆炸，那么首先爆炸的物體應(yīng)該具有較高的能量密度（單位體積內(nèi)蘊藏的能量）。

爆炸的能量來源主要有3 種，一種是化學(xué)反應(yīng)，例如煙花的爆炸；另一種是物理現(xiàn)象，例如因高溫暴曬導(dǎo)致的輪胎爆炸、因氣壓閥堵塞導(dǎo)致的高壓鍋爆炸等。

以輪胎為例，大量氣體被壓縮在一個體積較小的輪胎中，高溫暴曬使氣體膨脹。但受輪胎外壁的限制，氣體無法自由膨脹，這使得輪胎內(nèi)部壓力逐漸升高，直到輪胎外壁無法承受時，就會“砰”地一聲炸裂。

此現(xiàn)象也可從工程熱力學(xué)的角度來說明。在工程熱力學(xué)中，我們將物質(zhì)系統(tǒng)能量的大小表示為焓（hán）值的高低。在輪胎氣體溫度升高、壓力增大時，系統(tǒng)能量升高，焓值變大；在輪胎爆炸時，氣體對外做功，焓值減小。

除此以外，還有依靠原子核反應(yīng)的爆炸。

玉米粒主要由果皮、種皮、胚乳、胚4部分組成，其中胚乳主要由淀粉與水構(gòu)成（供圖/ 史金陽）

爆米花原理示意圖（供圖/ 史金陽）

玉米粒的“變身”過程

爆米花的制作過程是物理爆炸。首先，外層有一個限制體積變化的壓力“容器”，即玉米的果皮和種皮；其次，內(nèi)部壓力可以不斷升高；最后，也是最重要的是，其內(nèi)部壓力變化可以超出“容器”的承受限度。

爆米花的制作過程與輪胎爆炸十分相似。我們將玉米粒放在鍋里加熱，在這個過程中，玉米粒胚乳中的淀粉與水的混合物不斷積蓄能量（焓值升高）。隨著溫度升高，混合物會逐漸膨脹。但是，由于玉米粒果皮與種皮的限制，混合物無法肆意膨脹，這就導(dǎo)致其內(nèi)部壓力不斷升高，直到壓力增大到玉米粒果皮與種皮無法承受為止。此時，滾燙的淀粉與水蒸氣瞬間突破玉米粒果皮與種皮的限制，向外部噴射出來（焓值降低）。隨著體積膨脹，以及與外部冷空氣作用，滾燙的混合物瞬間冷卻并定型，形成爆米花。這其中還包含另外一個反應(yīng)——膨化，即淀粉在加壓、加熱后，突然卸除外力和熱源，使其迅速膨脹的過程。

自己動手制作爆米花

（1）準(zhǔn)備100克干玉米粒（含水量不宜太高，13%～14% 之間為宜），50克食用油（不同種類的油會影響最終制作出的爆米花的口味），50 克白砂糖（根據(jù)個人喜好可以增減），30 克左右的黃油（沒有也無妨）。

（2）小火將黃油融化，關(guān)火。靜置幾分鐘，待溫度降低后，將食用油、玉米粒、白糖倒入鍋中，并將它們進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，使得每一粒玉米均勻地包裹上食用油與白糖。

（3）開大火加溫，并不斷攪拌。等有玉米開始爆開時，蓋上鍋蓋，改為小火，并晃動鍋體，使玉米粒受熱均勻。注意，要及時蓋上鍋蓋，以免被飛起的爆米花燙傷。

（4）等待鍋中“噼里啪啦”的聲音變少，關(guān)火稍等片刻，你就收獲了滿滿一鍋的爆米花。

（5）拿出其中幾顆進(jìn)行觀察，能看到破碎的玉米果皮與種皮。

注意：要在家長的陪護(hù)下進(jìn)行！

美味的爆米花里竟藏著這么多科學(xué)知識！可見，只要時刻保持好奇心，多讀書、多思考、多問幾個為什么，生活中再微小的事物都能成為我們的“良師”！

（責(zé)任編輯 /張麗靜 美術(shù)編輯 /周游）