2012年8月24日 星期五

【長知識】奧運力學解析/環保又明亮 丙烷成聖火燃料


在奧運體操比賽場上,吊環、鞍馬、高低桿的選手上場前,都會先抓一些白色粉末在手上,這些粉末的主成分,和醫師開給胃酸過多病人服用的制酸劑一樣,都是碳酸鎂。

碳酸鎂(化學式為MgCO3)因具有良好的吸水及吸油性,所以不只是體操、舉重選手用,攀岩運動員也會時時利用碳酸鎂擦手,以保持雙手乾燥。

碳酸鎂最為人知的用途是製作藥品,它可用在制酸劑、瀉劑等腸胃相關藥品。有些水泥、橡膠、防火材也會加入碳酸鎂。

 

奧林匹克運動會聖火點燃儀式始於1920年,當時是為了紀念在第一次世界大戰中陣亡的協約國軍人。1936年起,奧運聖火才改成接力傳遞。至於火炬使用的燃料,早期用過天然松香、橄欖油、液化氣。1984年洛杉磯奧運開始使用丙烷,從此之後丙烷混合物即成聖火主流燃料。

號稱史上最環保的倫敦奧運,原本在2007年宣布要讓聖火零排碳,所以會採用乾草當燃料。只不過答案最後揭曉,因贊助商研發出了狀況,最後聖火傳遞的燃料,用的還是丙烷丁烷的混合燃料。2008年北京奧運聖火用的燃料也是丙烷。

結構單純的丙烷,化學式為C3H8,燃燒後生成二氧化碳及水,它所以會受各主辦國青睞,除了較環保,可以適應較大溫度範圍也是原因之一;丙烷在-40度時仍能產生1個以上飽和蒸氣壓,因高於大氣壓,所以能持續燃燒。

另一原因是,丙烷的火焰呈亮黃色,聖火傳遞者跑動時,飄動的火焰在不同背景下都很醒目。

在奧運歷史上,聖火燃料選得糟糕的例子多有所在。例如1956年墨爾本奧運,加了鎂和鋁的火炬,進入奧運場館時燒出大量黑煙。再如1996年亞特蘭大奧運用了丙烯,雖然火炬非常明亮,卻排放大量的碳粒和煙。

運動在場上難免會受傷,這時常會看到防護員會在受傷肢體噴俗稱「運動冷凍劑」的液體,其中的主成分是氯乙烷或一氯乙烷,化學式為C2H5Cl

氯乙烷其實是麻醉劑,當噴在皮膚上時,會吸收體表熱量急速揮發,能使局部表層組織快速進入低溫而失去感覺,所以也用來做局部麻醉。若是從呼吸道吸入人體會抑制中樞神經,出現全身麻醉的效果,所以這種噴劑不能胡亂使用。


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