面粉廠中的粉碎機需要將小麥加工成極細的面粉,粉碎機需要消耗電能,粉碎加工後的物料。其中,粉碎機完成的部分功轉化為能量,被粉碎後儲存在物料顆粒表面。這部分能量在物理化學中稱為表面能。另外,對於某些物質來說,粉碎程度越大,即顆粒越小,表面積越大,表面能越大。
比如1 kg二氧化矽的表面積可以是0.2焦耳,很小。它只相當於將壹個高度為1 kg英尺的物體提升0.02 m英尺。但如果像面粉壹樣壓成微小的粉塵,其表面能可以達到2.7?10 6焦耳,相當於舉起同樣重量2700米英尺的物體所做的功。表面能增加了100萬倍。因為灰塵具有如此高的表面能,所以與塊狀材料相比,它容易發生物理或化學變化來釋放其能量。
這個原理就像是因為高處的水比低處的水有額外的勢能,所以流向低處。所以,這些平時看起來微不足道的微小灰塵,在遇到合適的條件時,就會與空氣充分混合。遇到火,很快就會發生激烈的燃燒反應,瞬間釋放出巨大的能量,於是也發生了可怕的事情,那就是面粉爆炸。最早有記載的粉塵爆炸事故發生在65438年至0785年意大利的壹個面粉廠車間。由於當時的科技原因,人們並沒有意識到粉塵會爆炸。