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如何生起一团又大又好的篝火?

2023-11-16 15:53
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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原创 万物杂志 把科学带回家

(图片来源:Unsplash)

撰文 | Ziv

审校 | Skin

在城市的钢筋水泥丛林里待久了,越来越多城市人渴望返回自然,感受旷野带来的原始力量。

现代生活方式给我们带来了诸多便利,再回到野外我们真的知道该如何生存吗?

寒冷的冬季,可能连如何在野外生一把火都很让人挠头。

(图片来源:GIPHY)

当然钻木取火这种费力且需要高超技巧的方式,普通人还是不要轻易尝试。就算你有打火机或者火柴,又真的能顺利生火吗?

我们需要的是可以持续、稳定燃烧的火种,而不是烧一会儿就没的一缕青烟,或者一不小心酿成森林火灾的一把熊熊大火。

没错,生火也是讲科学方法的。在准备点火之前,先来复习一下吧。

火焰三兄弟

在化学中,“燃烧”被定义为一个快速放热的过程,是可燃物与氧化剂发生氧化还原反应,化学能释放为热能和辐射能的过程。

最常见的就是碳氢化合物分解,并与氧气结合,生成水和二氧化碳的化学反应,比如:

然而碳氢化合物需要一定能量才能开始分解,这被称为活化能。在碳、氢原子与氧原子结合成二氧化碳或水时,会释放能量。

在燃烧反应中,释放的能量大于活化能,又可以为周围其他的碳氢化合物提供活化能,燃烧就自动维持下去了。

众所周知,生火需要三要素,就是——

请回答(图片来源:网络)

没错,可燃物(燃料)、助燃物(氧气),以及温度要达到燃点。

(图片来源:wiki)

在野外生火时,最重要的就是找到适合的可燃物,也就是木材。

木材主要有三种化合物:纤维素、半纤维素和木质素,它们都是可燃的碳氢化合物,也是理想的燃料。

不过如果温度或者氧气不够,就会由于没有充分燃烧,出现白雾(水蒸气)或者灰黑色的烟(没有完全分解的碳氢化合物颗粒)。

(图片来源:freepik)

这显然不是一团优秀篝火具有的品质,为了防止这种情况发生,需要提高温度或者氧气。

好在温度和氧气这两位兄弟相辅相成,火焰的温度高了,里面的氧气自然就会多。

当气体被加热时,会由于膨胀而降低密度,产生浮力。较热的气体会上升到较冷气体的上方,然后将周围空气中的冷空气吸入火焰中。

(图片来源:GIPHY)

火焰越热,气体就越膨胀、浮力就越强,浮力越强,产生的气流就越强,吸入的空气就越多,用于燃烧的氧气也就越多。

这样一来,就能生起一团又大又好的完美篝火了。

安全第一

绝对、绝对、绝对不要在任何靠近易燃物的地方生火。

生火的第一步,是选择一块安全的点火地点。远离树木或其他植物,也不要在草地上点火,尤其是干枯的草坪。

最好找一块裸露的土地或者大面积裸露岩石。如果没有这样的地方,可以把地表小草之类的植物耙开,露出一块纯土地。

(图片来源:freepik)

一定要清除所有的干燥植物,干草、树皮和干枯树枝都很容易起火,火势蔓延开后很难被控制住。

生火地点还可以考虑选在靠近水源的地方,这样比较方便取水。

热传递(heat transfer)有三种方式:热传导(heat conduction)、热对流(heat convection)和热辐射(heat radiation)。

(图片来源:wiki)

热传导是一个分子向另一个分子传递振动能,使热能从高温向低温部分转移。

不同材料的导热率各不相同。金属的热传导性能比较好,岩石和土壤的导热率相当低。虽然一些热量会通过生火点下方和周围的地面传导出去,但不用担心,损耗的这点热量可以忽略不计。

热对流是由于冷热空气掺杂在一起,流动起来引起的热量传递过程。

这张纹影图显示了手部热气升起的羽流(图片来源:wiki)

篝火产生的热气会从火焰中央升起,然后将周围环境中较冷的空气吸入火焰中。

就像前面所说,这种对流虽然会带走热量,但也向火种提供了氧气。这两种作用的效果往往会相互平衡。

热辐射直接通过电磁波向外散发热量,热源温度越高,辐射越强。

热辐射是所有温度大于绝对零度的物质向外发射的电磁波,这张图显示了一个手上套着黑色塑料袋的人在热成像图像中的样子,可以清晰看到塑料袋中的手臂(图片来源:wiki)

如果散失了大量热度,火焰可能就会熄灭,不过好在热辐射比较好控制,可以在篝火周围放一圈反射热量较好的材料。

抛光金属是表现优异的热量反射体,铝箔急救毯利用的也是这种原理。但野外很少有理想金属材料,用铝箔毯围成一圈比较不好操作,这时可以找一些靠近大岩壁的地方。

这种铝箔应急毯很薄,裹在身上还可以,做围挡的话太不结实了(图片来源:wiki)

岩石虽然不是很擅长反射热量,但好在它也不容易让热量散失。岩石的温度被篝火升高后,它也会向篝火辐射出热量,跟反射回去的效果差不多。

确定篝火的尺寸

篝火越大,热量越高,越容易持续燃烧,但是也更不容易被扑灭。如果篝火太大,也会因为太热让人难以靠近。

要想烤鱼或者烧水,一个直径30厘米左右的篝火就够了。

(图片来源:GIPHY)

确定好你想要多大的篝火以后,就可以制作围挡了。

一般来说用石块围起一个圈就可以,这样自然就会有通风的小空隙。如果用泥土垒起一个围挡,还需要留通风孔。

也可以在地上挖一个坑用来放火种,不过同样有氧气不足的可能。可以把坑的一侧挖得接近垂直,防止热量损失;另一侧平缓一些,便于空气流入。

像这样(图片来源:参考资料[1])

收集木材

现在,生火地点已经准备好了,可以开始收集木材。

燃烧发生在燃料与氧气接触的表面,因此一块木头的表面积与体积之比更高,它烧得就更快。一根圆柱形木头的直径越大,它的表面积与体积之比就越小。

所以细的树枝燃烧得更快,适合用来点火;当火被点起来后,就可以加上更粗更大的木头。

(图片来源:freepik)

干枯的小树枝、树皮、干草、木屑、地衣,和一些干枯蓬松的真菌都可以用来引火。也可以自己带上干燥的棉布之类的。

除了木材的尺寸以外,材料本身也会影响燃烧特性。

松树中含有大量易燃树脂,但是燃烧得很快,而且火灾隐患比较大。橡木、核桃木这样的硬木是比较理想的材料。

木材燃烧后的温度会高于水的沸点,因此即使是潮湿的木头,其中的水分也会被蒸发。但这样就会损失很多热量,所以最好还是找尽量干燥的木头来生火。

常见的篝火结构

①锥形

这是一种非常经典的篝火造型,下面宽阔的圆形基座方便更多的氧气流入,所以燃烧起来很热。缺点是消耗木材很快,所以需要经常添柴。但是很适合用来快速做点吃的。

(图片来源:Facebook-Know Your Earth)

②十字交叉

它有两横两纵的厚木条相互交叠,围成篝火。这种形状的篝火燃烧得比锥形慢,中间也有空气流动空间,同样热量充足。

(图片来源:Facebook-Know Your Earth)

③金字塔形

这种形状的篝火方便在顶部的小平台上放上锅之类的容器,更容易烧水或做饭。

(图片来源:Facebook-Know Your Earth)

灭火

最后,别忘了把你的火彻底扑灭,别留任何隐患。

在火堆上浇一点水,然后用棍子搅拌一下,让所有木块都沾上水。当没有新的水蒸气冒出来,也听不到“嘶嘶”声时,火就差不多完全灭了。

不是火上浇油(图片来源:GIPHY)

这时可以把手靠近火堆试试温度,但是也别完全伸进去,小心被烫到。如果手背感受到灰烬的温度还是很高,就需要继续加水搅拌。

都处理好后,别忘了收拾好场地,把灰烬装在袋子里,可以洒在周围,别堆在原地。如果生火之前挖了草皮和泥土,尽量把土地恢复原状。

(图片来源:不愿意透露姓名的同事)

参考资料:

[1]https://www.artofmanliness.com/skills/outdoor-survival/how-to-build-a-roaring-campfire/

[2]https://offgridsurvival.com/howtostartafire/

[3]https://bushcooking.com/log-cabin-fire/

[4]https://koa.com/blog/how-to-build-the-perfect-campfire/

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原标题:《如何生起一团又大又好的篝火?》

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