氢气球爆炸事故令人震惊，中学物理化学知识告诉你氢气不背锅！

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2024 年 12 月 31 除夕之夜，一段氢气球突然爆炸的视频流传开来，令人担忧。官方公告显示，河南省信阳市羊山新区万达广场有群众自带氢气球爆炸，现场有人轻度燃烧。官方报告还指出:“氢气是一种易燃易爆的气体，当氢气球遇到明火和静电时，很容易爆炸。在人员密集的地方使用和销售氢气球的风险很大。“事实上，经常有禁止升放氢气球的提示，现场发生的情况，真的是“氢气球”造成的吗，为什么会发生爆炸？ ?

发文 | 李存璞(重庆大学化工学院教授特殊化学电源国家重点实验室)

2024 除夕夜，一段群众拥堵争夺“氢气球”、汽球突然爆炸的视频在很多人的朋友圈和微信群里流传。这个总时间只有很长。 10s 在视频画面中，几个穿着厚冬装的群众。，围绕着两簇五颜六色的气球，充满节日气氛，互相拥堵。视频第一 9s，一道黄色的火焰喷涌而出，在不到之前 1s 在这段时间里，两簇汽球被点燃，画面嘎然而止。

这个宁静祥和的除夕夜，人群中发生了一起爆炸事故，让看到视频的网友们为现场群众的安全捏了一把汗。

图 1 视频第 群众正在争夺汽球；视频第一 9s，产生黄色火焰，并在 1s 两簇汽球在内快速点燃，现场发生爆炸事故。

新闻媒体报道称，直到第二天元旦，“ 12 月 31 日本，信阳市羊山新区万达广场有群众自带氢气球爆炸，现场有人轻度燃烧。

一个热闹祥和的除夕夜出现了爆炸，短短的 1 几秒钟内，黄色的火吞噬群体仍然令人恐惧。现场发生了什么，上面发生了什么事故，如何防止这个看似难以防范的“氢气球”事故？

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“氢气球”并非真的“氢气”

很多人不知道的是，我们在市场上买的“氢气球”通常不填充氢气。事实上，当我们想让汽球漂浮时，我们只需要将密度低于空气密度的气体填充到汽球中。

由于在相同的温度和压力下，理想气体的摩尔体积相同。 [ 比如中学学过标准状况下（0 101.325kPa℃， 任何理想的摩尔气体都占据了大约的体积 22.4 升 ] ，按照理想气体状态方程方程。 pV=nRT，可以很容易地得到 pM= ρ RT，也就是理想状态下的气体密度。 ρ 与气体摩尔的质量相比 M。空气的含量 M ≈ 因此，在汽球中的填充量低于29。 29 理论上，气体可以使汽球自发地漂浮在空中。当然，考虑到汽球表皮材料的重量和密度远大于气体，添加气体的含量最像 29 g/mol 要小得多。

从向上飘动的角度来看，作为最轻的气体，其含量是 2 氢显然是一种理想的添加剂。此外，还有商家在汽球中填充稀有的氦气(含量为 4）。实际上，氢气和氦气已经被用于飞艇等主要航行设备，但是氢气易燃易爆，1937 年兴登堡号飞艇空难是由于飞艇填充的氢气爆炸造成的(图) 2a)，事故发生了 36 人类死亡，并使飞艇在与飞机的竞争中彻底失败。 [ 1 ] 。当然，由于飞艇能实现低成本、高负荷的人员 / 设备在空中运输，现在仍然有飞艇在探索和应用，它所填充的气体大多是氦气。经典 RTS “红色警戒”游戏 根据游戏语音，基洛夫飞艇可以明确其内部填充的气体是氦气，因此在被击毁时只会造成碰撞伤害，而不会造成爆炸伤害。

图 2 ( a ) 兴登堡号飞艇空难，事故造成 36 人死亡； ( b ) “红色警戒”游戏 基洛夫飞艇在2中，当被选中时会广播。 Helium mix optimal "(氦混合到位！)，证明它填充的气体是氦。

由于用氢加气球的思想深得人心，在中文语境下，人们将能飘的气球称为“氢气球”；在英文语境下，helium balloon(氦气球)被广泛使用。

但是事实上，我们平时从小贩那里买的氢气球，里面装的既不是氢气也不是氦气。原因也很简单。氦气虽然安全，但生产成本高(这是另一个复杂的物理故事)，真正的氦气球相对昂贵；虽然氢气的制备相对容易，但储存和运输需要特殊的设备和许可证，这显然不是流动商贩能轻松获得的气体。容易得到，成本低，含量尽可能低。 29 的天然气成为“氢气球”添加气体的主流选择。甲烷(CH4)是天然气的主要成分，其含量仅为 16，方便易得，甚至可以直接从家里的天然气管道里拿出来(但是擅自接天然气是违法的！)所以，我们买的所谓“氢气球”，其实更适合称之为“天然气球”。

天然气易燃，燃烧的火焰会变黄，而氢燃烧通常是蓝色的火焰，如图所示。 1 根据气球爆燃事故中出现的黄色火焰，燃烧气体应该是天然气-或甲烷气。

但是，这里还有另外一个问题：瞬间点燃两簇汽球，气球的表皮也会着火吗？

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氢气球的外皮

气球表皮的确易燃易爆。较为常见的气球表皮材料主要有两种：一种是图片 3a 乳胶材料，即没有充气时小，在充气过程中会逐渐膨胀；另一种是图片 3b 铝膜气球，这种材料本身不会随气压的变化而变形，气体填充的是内部预留空间。

图 3 ( a ) 乳胶制成的汽球； ( b ) 铝膜材料汽球

日常生活中有很多天然乳胶产品，比如手套、枕芯等。这些材料具有非常好的韧性和拉伸性。作为一种聚合物材料，它们很容易燃烧。天然乳胶的气球气体密封性能不够好，所以后来大家都开发了铝膜气球，密封性能更好，可以让气球在空中漂浮更长时间。

铝膜气球的名字很容易让人误解，认为它是由铝铂组成的，所以它不应该容易燃烧。事实上，铝膜材料是一种双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯的复合材料。（BoPET），薄薄的一层金属铝沉积在表面。因为它的表面呈现出闪亮的金属质感，所以它被称为主要由铝组成。BoPET 还常被用作书籍、照片的表面覆膜；BoPET 也有更有名的亲戚，也就是 PET(聚苯二甲酸乙二醇酯)，矿泉水瓶，速干衣服里都有这种材料。所以，铝膜气球的外皮也是一种高分子材料，很容易燃烧。

所以——为什么会发生爆炸？

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爆炸的背后——无处不在的电和火。

虽然目前还没有明确调查事故的原因，但是我们不妨推断一下下一个可能的原因。如果你把页面拉回图片 一是仔细观察现场围观者的衣服，就会注意到作者前面特别描绘的“几个穿着厚冬装的群众。"。冬季服装表面布料多为合成纤维，合成纤维比天然材料更容易通过摩擦产生静电，以达到更好的抗风效果。在图 1 在这种情况下，衣服和衣服、衣服和汽球之间的摩擦很可能会产生静电，而静电会碰到泄漏的气体(图 1 使用的气球是乳胶气球，更容易漏气)，会瞬间点燃；当火焰接触到其他气球时，乳胶表皮会燃烧，导致内部可燃天然气泄漏，最终爆炸，一切都在那里。 1s 以内完成。

因此，在人员聚集的地方和密封的空间里，“氢气球”通常是不允许带入的，无论是否填充氢气。作者不止一次在地铁上遇到其他乘客，他们想带着气球进入车站并被拦截——原因很简单。一旦气球不小心飘入地铁隧道，即使气球可能破裂，易燃气体也会被困在隧道里，而地铁通过触摸电网取电，电力触摸可燃气体，容易导致毁灭性事故。

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结语

五颜六色的气球是增加节日气氛的好东西，但是节日越多，就越要注意安全防范。毕竟安全是福气。2025 祝愿所有读者快乐、健康、健康。

参考文献

[ 1 ] https://en.wikipedia.org/wiki/Hindenburg_disaster

[ 2 ] https://en.m.wikipedia.org/wiki/BoPET

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