文图 / 史金阳(中国科学院近代物理研究所)

爆米花是我们熟悉的零食， 原本紧实的玉米粒， 是如何拥有“爆炸头”的呢? 这里面又有哪些科学知识呢?

爆炸的原理

要解答上述问题，我们首先要理解爆炸产生的机理。爆炸是一种能量快速释放的过程，即积蓄在一个小范围内的能量迅速释放到更为 广阔的空间之中。想要产生爆炸，那么首先爆炸的物体应该具有较高的能量密度(单位体积内蕴藏的能量)。

爆炸的能量来源主要有三种，一种是化学反应，例如烟花的爆炸;另一种是物理现象，例如因高温暴晒导致的轮胎爆炸、因气压阀堵塞导致的高压锅爆炸等。

以轮胎为例，大量气体被压缩在一个体积较小的轮胎中，高温暴晒使气体膨胀。但受轮胎外壁的限制，气体无法自由膨胀，这使得轮胎内部压力逐渐升高，直到轮胎外壁无法承受时，就会“砰”地一声炸裂。

此现象也可从工程热力学的角度来说明。在工程热力学中，我们将物质系统能量的大小表示为焓(hán)值的高低。在轮胎气体温度升高、压力增大时，系统能量升高，焓值变大;在轮胎爆炸时，气体对外做功，焓值减小。除此以外，还有依靠原子核反应的爆炸。

玉米粒的“变身”过程

爆米花的制作过程是物理爆炸:首先，外层有一个限制体积变化的压力“容器”，即玉米的果皮和种皮;其次，内部压力可以不断升高;最后，也是最重要的是，其内部压力变化可以超出“容器”的承受限度。

爆米花的制作过程与轮胎爆炸十分相似。我们将玉米粒放在锅里加热，在这个过程中，玉米粒胚乳中的淀粉与水的混合物不断积蓄能量(焓值升高)。随着温度升高，混合物会逐渐膨胀。但是，由于玉米粒果皮与种皮的限制，混合物无法肆意膨胀，这就导致其内部压力不断升高，直到压力增大到玉米粒 果皮与种皮无法承受为止。此时，滚烫的淀粉与水蒸气瞬间突破玉米粒果皮与种皮的限制，向外部喷射出来(焓值降低)。随着体积膨胀，以及与外部冷空气作用，滚烫的混合物瞬间冷却并定型，形成爆米花。这其中还包含另外一个反应——膨化。即淀粉在加压、加热后，突然卸除外力和热源，使其迅速膨胀的过程。

自己动手制作爆米花

(1)准备100克干玉米粒(含水量不宜太高，13%~14%之间为宜)，50克食用油(不同种类的油会影响最终制作出的爆米花的口味)，50克白砂糖(根据个人喜好可以增减)，30克左右的黄油(没有也无妨)。

(2)小火将黄油融化，关火。 静置几分钟，待温度降低后，将食用油、玉米粒、白糖倒入锅中，并将它们进行充分地搅拌，使得每一粒玉米均匀地包裹上食用油与白糖。

(3)开大火加温，并不断搅拌。等有玉米开始爆开时，盖上锅盖， 改为小火，并晃动锅体，使玉米粒受热均匀。注意，要及时盖上锅盖，(以免被飞起的爆米花烫伤)。

(4)等待锅中“噼里啪啦”的声音变少，关火稍等片刻，你就收获了满满一锅的爆米花。

(5)拿出其中几颗进行观察，能看到破碎的玉米种皮与果皮。

注意:要在家长的陪护下进行!

美味的爆米花里竟藏着这么多科学知识!可见，只要时刻保持好 奇心，多读书 , 多思考 , 多问几个为什么，生活中再微小的事物都能成 为我们的“良师”!

本文来自《知识就是力量》杂志，原标题《爆个米花》，作者史金阳，有删改，原创作品转载请注明来源。