1.1.2 “化”尽其用——“煽风点火”助燃真相
氧气，氧元素最常见的单质形态之一，其化学式表示为O2。氧气是一种无色无味不易溶于水的气体，在室温下，1升水大约溶解30毫升氧气。在标准状况下，氧气的密度是1.429克／升，比空气的密度略大，空气中的氧气含量约为21%。在压强为101千帕、温度为-183℃时，氧气液化成淡蓝色液体；而压强为101千帕、温度为-218.4℃时，氧气会凝固成雪状淡蓝色晶体。工业生产的氧气，一般加压贮存在蓝色钢瓶中。
氧气的化学性质较活泼，在一定条件下，能与很多物质发生化学反应。将带有火星的木条伸入盛有氧气的瓶子中，可以观察到带火星的木条复燃，由此可知氧气能支持燃烧。许多在空气中可燃烧的物质，在氧气中燃烧得更剧烈，并且某些在空气中不能燃烧的物质，在氧气中则可以发生剧烈燃烧。比如，在空气中加热铁丝时，铁丝只能发生红热现象，不能燃烧；但是在氧气里点燃细铁丝可发生剧烈燃烧，火星四射。由此可得出，氧气具有助燃性。在反应过程中，氧气化合价降低，具有氧化性，是常见的氧化剂。
物质的性质决定用途，氧气可支持燃烧，具有助燃性，因此可用于炼钢、气焊、气割（图1-1）、制液氧炸弹及火箭发动机里的助燃剂等等。氧气也可以用于潜水（图1-2）、登山以及医疗急救等等。上文提到的传统“风箱”也应用了氧气可支持燃烧这一性质。
图1-1 气割
图1-2 潜水
此外，关于“风箱”助燃更深入的化学原理可以借助化学反应速率来进行分析。在化学上，描述化学反应进行的快慢程度的量称为化学反应速率，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。影响化学反应速率的因素很多，通常分为内因和外因，内因即为反应物本身的性质，外因则包括温度、浓度、压强、催化剂等等。想要提高某一反应的化学反应速率，则需要根据该反应的特征，从内因以及外因两方面进行考虑。“风箱”助燃就是通过改变条件，加快了燃烧的反应速率。以《天工开物》中的活塞式风箱为例子进行分析，通过拉动外面的木把手，可以将空气不断地鼓入火炉中，使火炉燃烧得更旺烈。实质上，火炉中物质的燃烧需要氧气的参与，氧气作为这一燃烧反应的反应物，通过“风箱”将空气不断鼓入火炉中，增大了火炉中反应物氧气的浓度。反应物浓度越大，化学反应速率越快，火炉中氧气浓度越大，火炉中的火燃烧得越剧烈。