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孔明灯原理物理(承载着心愿的孔明灯,成了极大的安全隐患)

100次浏览     发布时间:2024-11-09 10:03:12    

我们常常能在影视作品当中看到燃放孔明灯的场景,主角们先把心愿写在灯笼外层,再将里面的灯点燃,孔明灯从他们的手中飘然直上,随风闪烁,在深邃夜空的映衬下,化作高空中的点点星光,格外唯美。

书写下心愿,寄托美好的愿景(图源网络)

放飞孔明灯(图源网络)

孔明灯,又叫天灯,俗称许愿灯,是一种古老的汉族手工艺品。

孔明灯


孔明灯从何而来?

关于孔明灯的由来,有几种主流的说法:

第一种,相传五代时,有一个莘七娘,随丈夫在福建打仗时,她曾用竹篾扎成方架,糊上纸,做成大灯,底盘上放置燃烧着的松脂,灯就靠热空气飞上天空,用作军事联络信号。这种松脂灯,在四川称孔明灯,这种灯笼的外形像诸葛亮戴的帽子,因而得名

另一种说法是,由三国时的诸葛亮所发明,帮助蜀军突围脱困。当年诸葛亮被司马懿围困在平阳,全军上下束手无策,诸葛亮想出一条妙计,明算准风向,命人拿来白纸千张,糊成无数个灯笼,再利用烟雾向上的引力带着它们升空,一个个小小的灯笼升起,营内的士兵高呼着:“诸葛先生坐着天灯突围啦!”。司马懿竟然信以为真,带兵向天灯的方向追赶,诸葛亮得以脱险。于是后世就称这种灯笼为“孔明灯”。

关于诸葛亮的第三种说法是,相传诸葛亮遭司马懿围困,为传递求援信息,诸葛亮制出这种能够高飞的灯笼,将密信写在上面,夜观天象后根据有利风向将孔明灯点燃放飞,成功等到援军

实际上,孔明灯燃烧的时间只有十几分钟,飞行距离有限,容易受到外界风力干扰,基本起不到传递消息的作用。

而且,虽然中国古人很早就发现了热空气比冷空气轻的现象,但在材料技术尚不发达的古代,制灯的难度并不小。古人无法精确计算燃料功率和空气加热体积、孔明灯自身重量的关系,只能根据经验来控制材料用量,比制作普通灯笼的难度要大。如果太重,灯飞不起来,太轻的话在空中又不能稳定飘浮。

在诸葛亮生活的时代,最大的难题是材料问题。虽然纸在汉代已经出现,但数量还不够多,使用范围也不如后世那么广泛。当时的造纸工艺尚在初期阶段,纸的材质既粗糙,也不够轻薄柔软,难以胜任孔明灯的制作需要。

燃料也是制约孔明灯成功升空的重要因素。在榨油技术不完善的古代,液体植物油很少,有的燃料熔点低,必须放在金属容器中点燃,这势必导致超重。

所以,孔明灯很难认定为三国时期发明的。

莘七娘的故事虽不见正史有载,但侧面说明了孔明灯最早用于军事活动的可能性较大。古代两军作战时,夜间基本只能依靠天然光源,燃放大量的孔明灯,会起到一定的照明作用,便于在较远处捕捉到信号。


孔明灯的原理是什么?

孔明灯的物理原理可以简单概括为“热空气上升”。

孔明灯的结构可分为主体底圈燃料三部分。

孔明灯结构图

点燃燃料时,火焰会将周围空气加热。热空气比周围较冷的空气轻,热空气就会向上升,而冷空气则会下沉。

冷热空气的相互作用下,孔明灯就会向上升起

孔明灯的灯罩轻薄且呈现半封闭的状态,能够将火焰燃烧的热空气聚集起来。当足够多的热空气聚集在孔明灯内部时,它们形成一个由热空气组成的气团,就产生足够大的浮力,推动孔明灯升高。

灯内部的燃料耗尽,浮力不足以支撑孔明灯的重量时,孔明灯就会高空慢慢坠落。

原理简述


孔明灯和许愿以及民俗

在四川、海南、广西等地有燃放孔明灯传统的地方,过去也很少见个人燃放的小型灯,而是举全村之力制作大型灯,或是以家族为单位专门燃放,旨在增添节日的喜庆气氛。

由于海南文昌口音“天灯”与“添丁”谐音,男孩家拿着写有吉祥词语的公灯、人丁灯、首牌灯、花篮灯、鲤鱼灯、珍古灯等各式花灯自发组成“送灯”队伍,敲锣打鼓,绕村行进到村中的庙宇前,表示送去“人丁兴旺,家景兴隆”之意。放天灯时,给碎布浇上油,桶口朝下,点燃油布后,整个纸桶就会被热气充满,家家的天灯如同热气球一样冉冉上升,带着祝福与心愿,飘上夜空。

在广东连山,放孔明灯还是一项民族体育活动,壮族群众称之为“追天灯”,将孔明灯放出后,青年们向着飘落的方向争先恐后地奔跑,以先捡到者为好运。其他人敲锣打鼓,庆祝“追天灯”凯旋。

人们在仰望星空时,内心充满对未知空间的神秘感和敬畏感,会有“心愿上达天听”的感受。


孔明灯和安全隐患

孔明灯的飘移方向人无法控制,只能“听天由命”。藏明火的孔明灯,外焰温度高达300℃,飞行高度可达1000米以上。

升空后一旦风力、方向不稳或燃放不当,孔明灯可能被吹倾斜,甚至变形,致底部的带火燃料泄漏或点燃灯笼的纸质筒体。孔明灯落到山林中可能引发森林火灾,落到液化气站和加油站等火情严管地带极有可能引发重大事故,掉落到建筑物上也有可能引发火灾......对地面防火安全危害极大。


2021年1月27日,内蒙古自治区赤峰市发生一起由孔明灯引发汽车着火的事故,所幸扑救及时,并未造成人员伤亡。

2021年元宵节前夜,四川乐山夹江县,因一盏小小的孔明灯引发夹江县一条10千伏线路开关跳闸,4150户用户停电近4个小时。

2023年10月31日凌晨5:56,海南省,一盏孔明灯落到日月湾君豪酒店后面停车场,一辆别克GL8烧成灰。

2023年8月30日凌晨,海南省儋州市木棠镇大文村委会西村树木起火,起火原因为:燃放的孔明灯将树木引燃


相关法律提示

违反规定,在具有火灾、爆炸危险的场所燃放“孔明灯”,依照《中华人民共和国消防法》第六十三条第(二)项的规定,处警告或者五百元以下罚款;情节严重的,处五日以下拘留。

违反规定,燃放“孔明灯”引发火灾尚不构成犯罪的,依照《中华人民共和国消防法》第六十四条第(二)项的规定,处十日以上十五日以下拘留,可以并处五百元以下罚款;情节较轻的,处警告或者五百元以下罚款。

在非特定地区燃放“孔明灯”不服从管理,阻碍国家机关工作人员依法执行职务的,依照《中华人民共和国治安管理处罚法》第五十条第一款第(二)项的规定,处警告或者二百元以下罚款;情节严重的,处五日以上十日以下拘留,可以并处五百元以下罚款。

如果因燃放孔明灯而引起火灾事故,燃放者会因此触犯《刑法》,构成失火罪,并承担相应法律责任。根据我国《刑法》第一百一十五条第二款规定,犯失火罪的,处三年以上七年以下有期徒刑;情节较轻的,处三年以下有期徒刑或者拘役。


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