【科學小馬三千問】麒麟是怎么燃起來的?

?????? 在上一期科學小馬三千問里,我們討論了麒麟失聲的原理(被一棍子敲壞的),這一期我們將來討論麒麟的另一個屌的不行的技能——自燃。
??????? 我們都知道,麒麟在生氣的時候會變成逆麟,最顯著的變化之一就是會全身爆發(fā)出藍紫色的火焰。小輻猜測,這是麒麟一族的“戰(zhàn)斗模式”,就和受激狀態(tài)下大量分泌腎上腺素一樣,用以短時間內提升戰(zhàn)斗能力。

??????? 那么,這樣的火焰是怎么來的呢?麒麟又是怎么保證自己不被身上的火焰灼傷呢?今天,小輻就來嘗試解答這個問題。
???????? 啊,我知道我知道,很多小馬會說“麒麟會魔法”。沒錯沒錯,小輻當然知道麒麟會魔法,但正如小輻的魔法理論認為,魔法的本質之一是操控周圍的實物粒子。你可以用魔法加快物體分子的振動頻率讓物質升溫,最后達到著火點燃燒起來,但無法在沒有可燃物質的情況下用魔法憑空變出可燃物質進行燃燒的。魔法不是萬能的,還是要遵循基本法則的。
??????? 在小輻第一眼看到逆麟身上的火焰顏色時,就立刻想起了一個有趣的東西,那就是輝光球。

??????? 輝光球的原理是,利用高頻電場激發(fā)填充在腔體內的稀有氣體,使之受激進入激發(fā)態(tài),稍后跌落回基態(tài)時躍遷輻射出輝光,也就是所謂的輝光放電。在該過程中,會讓內部氣體轉化為低溫等離子體。
??????? 而空氣中含量最高的氣體——氮氣的輝光顏色正是藍紫色,似乎與我們的預期結果相一致。

??????? 那么,會不會麒麟能夠用魔法像是電鰻那樣形成高壓電場,從而電離激發(fā)身體周圍的空氣進行輝光放電呢?
??????? 可在小輻查閱了相關資料【《大氣壓空氣輝光放電》】后發(fā)現(xiàn),在標準大氣壓中形成均勻的輝光放電是極為困難的,只有在2mm以下的空氣隙中才能產生均勻的輝光放電,若在更大范圍的間隙中施加電場,只會產生絲狀放電——類似一根根電弧,很難產生均勻的火焰效果。
??????? 不過,能夠形成等離子體的放電形式并非僅有輝光放電一種,有一種放電形式可以在常壓環(huán)境中進行,那就是常壓射頻等離子體放電。

??????? 上圖是射頻等離子體噴槍,利用射頻電磁波使電極周圍的氣體電離,形成等離子體。如果能夠讓流動的氣流經過電極射出,則可以形成等離子體射流。

??????? 假設麒麟的毛孔(或者類似的結構)能夠噴射出蒸汽,而毛發(fā)則充當射頻發(fā)射極天線,那么的確有可能造成全身被等離子體包裹的酷炫場景。
??????? 但是!這個理論仍有一個致命的缺陷!那就是溫度太低啦!
??????? 由射頻電場激發(fā)的等離子體無法獲得足夠的能量——無法獲得足夠的高能粒子,自然無法提升等離子體的溫度,事實上550w的低溫等離子體甚至無法灼傷皮膚。

??????? 而即使是電鰻,平均電壓約為350V,一般放電電流不到1A,也就是說平均功率不到350W。雖然也有過極限峰值輸出為1000W的記錄,但無法較長時間的放電。也就是說,如果麒麟真的是利用射頻電場放電輸出等離子,那么產生的那點溫度啥都點不燃,也不用擔心什么把鎮(zhèn)子燒掉了,愛怎么生氣都沒問題。
??????? 所以真正的原理,多半還得從化學燃燒上去解釋。
??????? 會不會是麒麟能夠分泌一種易燃物質體液,在生氣時會大量分泌,并被魔法點燃?這種體液成分又是什么?如果真是在身上燃燒,那么該怎么保證自己不會受傷?
??????? 假如要在身上點火而不受傷,可以利用一層隔熱阻燃材料來保護身體阻止來實現(xiàn)。例如麒麟可以在毛發(fā)上分泌一種致密的有機阻燃物質,并使用厚厚的致密毛皮來阻隔熱量,以抵御高溫。
??????? 但仔細想想,這種設計其實是很離譜的。為了阻隔自燃的高溫,絕熱層同樣會嚴重影響麒麟的生物學散熱。即使是用魔法降低皮毛中各分子的振動頻率以降低溫度也不現(xiàn)實,熱輻射照樣會透過皮毛灼燒皮下組織——除非麒麟能夠用魔法將自己全身都冰凍起來對抗高溫,這制冷效果的輸出功率同樣是高得離譜,這種吃力不討好的戰(zhàn)斗方式真的有進化出來的必要嗎......
??????? 不過,只要思想不滑坡,辦法總比問題多。
??????? 費曼——小輻最喜歡的科學家——曾經給他的學生展示過一個神奇的實驗:他把手浸泡進水里,再浸泡進輕質汽油里并點燃,結果雙手烈焰熊熊燃燒,費曼先生依舊完好無損。

??????? 這是因為輕質汽油的密度比水小,所以輕質汽油層會包裹于水膜層的上面。當輕質汽油被點燃時,不但自己會快速蒸發(fā),高溫也會使得水膜層快速蒸發(fā),形成蒸氣層隔絕熱量,防止雙手被灼傷。
??????? 利用這個原理,麒麟的確可以在不灼傷自己的情況下燃起熊熊烈火:麒麟的毛發(fā)如北極熊一樣呈中空結構,不過與北極熊不同的是,該毛發(fā)還在表面上有許多的小孔。這樣每一根毛發(fā)都如同一根纖維管,在毛細作用下將混在著汗水和有機易揮發(fā)可燃物的體液不斷排到體表。

??????? 在麒麟生氣的時候,會利用魔法的高溫引燃體表的易揮發(fā)可燃物質,并且加速這些體液的分泌,確保在一定時間內能夠持續(xù)燃燒。
??????? 似乎這個理論已經很接近真相了!只差最后一個問題:麒麟真的能夠分泌易揮發(fā)可燃物嗎?
??????? 小輻在這里貼一個熱知識:一個屁大約由59%的氮、21%的氫、9%的二氧化碳、7%的甲烷以及4%的氧氣組成。其中氫和甲烷都是可燃物,這些物質都由腸道內的共生菌產生的。所以麒麟在體內生產易燃有機物也不是不可能的事情......
??????? 換句話說,麒麟燃燒的其實是液化屁(逃)