水為什麼能滅火？ 專家揭消防用水原理

水和火在生活中扮演重要的角色，甚至可以說是人類文明中的兩個要素。千百年來，人們都知道「水火不容」，而且會用水來滅火，但水為什麼能撲滅火焰呢？

據生活科學（Live Science）網站報導，美國國家森林局（U.S. Forest Service）密蘇拉火科學實驗室（Missoula Fire Sciences Laboratory）的火焰燃燒與行為專家麥卡利斯特（Sara McAllister）表示，人們會用水來滅火主要是因為它很能吸熱。

水 vs. 火焰 沒有直接起作用

事實上，水並沒有直接對火起作用，而是削弱了火能燃燒的條件。

加州大學柏克萊分校（University of California, Berkeley）的燃燒專家戈爾納（Michael Gollner）告訴該網站說，火的三個構成要素是燃料（可燃物）、氧氣和熱源。水的功用其實只是讓可燃物（如木材）變得比較難以維持燃燒。

戈爾納指出，當木材燃燒時，火焰的熱量會讓木材裡的物質蒸發為氣體，為火焰提供燃料。如果把燃燒中的木材浸入水中，火必須有足夠熱量才能讓水蒸發。

因為水具有高度的吸熱性，所以要讓水蒸發會消耗很多能量或熱量。如果火焰把熱量用來使水蒸發，它能用來為可燃物加熱的熱量就會減少。當水吸收熱量時，可燃物會降溫。如果火焰無法為可燃物加熱直到蒸發，它就無法繼續為自己提供燃料，最終就會熄滅。

當木材燃燒時，火焰的熱量會讓木材裡的物質蒸發為氣體，為火焰提供燃料。（Shutterstock）

自動灑水 弄溼、阻止火蔓延

戈爾納說，另一個抑制火勢的方式是把可能會燃燒的可燃物弄溼，這樣火焰就不會擴散。這就是自動灑水系統的原理。它能避免火勢進一步蔓延，爭取時間讓消防隊員前來滅火。

在特殊的情況下，蒸發的水分也可以用來滅火。比如說，某公司放置伺服器的房間不能灑水，因為水會破壞這些電腦設備。但在這樣的密閉空間裡，被稱為「水霧」（water misting）的方法就派得上用場。將大量水蒸氣像噴霧一樣噴進房間裡，它們就能讓火焰降溫，而且取代氧氣，進而達到滅火目的。

麥卡利斯特說，在某些情況下，用水來滅火並不是可行的方案，尤其是在野地發生火災時，因為在這樣的大型火災中，要取得足夠的水來滅火會困難許多。

直升機在野火現場噴灑阻燃劑等滅火。（Shutterstock）

戈爾納表示，直升機在野火現場投水並不是要撲滅火焰，而是為了延緩火勢，爭取更多時間讓消防隊員採取其他方法來滅火，例如：移除可燃物和用泥土悶熄火焰等。

移除熱源 控制野火

美國內政部野地火災辦公室（Office of Wildland Fire）在其網站上提到，在控制野地火災方面，消防隊員會藉由移除火的三個構成要素之一來達到滅火的目的。

他們會在地面上使用泵或野地消防車將水或阻燃劑噴灑在火場上，或在空中使用直升機與飛機來噴灑，以移除熱源。他們也會用手動工具或推土機等重型裝備來移除可燃燒的植被，以去除可燃物這個要素。

野地火災辦公室表示，野火的增長取決於天氣、地形和可燃物。2022年美國各地發生6萬8,988起野火，而在該會計年度，美國政府支出6億4,900萬美元（約新臺幣209億元）來滅火，這比1994年的支出2億美元（約新臺幣64億元）多了好幾倍。◇