奇妙的气体

让人变声的氦气

　　好莱坞影星摩根·弗里曼曾在《今夜秀》（The Tonight Show）节目中，被主持人要求吸氦气回答问题，他在吸入氦气后声音瞬间变得像卡通人物一样；国内有不少娱乐节目中，也有让嘉宾吸入氦气然后变声说话的桥段；淘宝上也有不少买家在出售“变声气体”，瓶内也是氦气。那么氦气究竟为何物？为什么会让人变声呢？

　　氦气是一种稀有气体，也叫惰性气体，在常温常压下为无色无味的气体，而且性质非常稳定，很难发生化学反应，因此主要用作保护气。氦气的分子量很小，约为4，而空气的近似分子量为29。

　　为什么吸入氦气和吸入正常空气产生的声音不同呢？这就要从人发声的机理讲起了。我们都知道声音是靠声带的振动产生的，但是单靠声带振动产生的声音比较小，经过口腔的共鸣作用放大以后才会发出来，我们平时听到的别人说话的声音都是经共鸣放大以后的声音。声带振动产生的声音一般包含多种不同频率的声波，正常情况下中等频率的声波会引起口腔内空气共鸣而放大，也就是我们平时听到的声音，而其他过高和过低的声波则不会引起共鸣。氦气的分子量小于空气的分子量，能够引起氦气共鸣的声波频率比引起空气共鸣的声波频率要高很多，因此人在吸入氦气以后，声带振动产生的声音中高频率的声波会经共鸣作用而放大，中低频率的声波则不被放大，声音的音调就会变高。

　　这时可能有人要问了，那要是吸入共鸣频率低的气体呢？声音会变得更低沉吗？答案是肯定的。除了氦气以外，六氟化硫（SF6）也能使人变声，不同的是，由于六氟化硫分子量比较大（146），能引起六氟化硫共鸣的声音频率更低一些，因此吸入六氟化硫以后，人的声音会变得低沉而粗犷。

　　现在我们知道了，所谓“变声气体”就是通过改变口腔内的共鸣频率，提高话音中的高频或低频成分来改变声音的。其他分子量明显比空气小或大很多的气体也能改变人的声音，但是很多都是有毒的，而六氟化硫和氦气是无毒的，所以才会有人拿来玩变声。但是即便六氟化硫和氦气无毒，也不能任性吸太多，否则可能因缺氧而引起不适，甚至窒息。

笑里藏刀的“笑气”

　　说完氦气就不得不提另外一种某些娱乐场所也会用到的气体——笑气，甚至常常有人将氦气和笑气误认为是同一种东西。

　　“笑气”是一氧化二氮（N2O），是1772年由英国化学家约瑟夫·普利斯特里发现的。1798年，普利斯特里的雇员戴维在无意中吸了这种气体后，不由自主地大笑并手舞足蹈，所以称这种气体为“笑气”。多年之后，一名牙科医生吸入“笑气”后让助手帮他拔牙，拔牙时他竟然没感到疼痛，后来“笑气”便开始用于医疗麻醉。“笑气”吸入人体后，会进入肺部，通过肺泡的气体交换进入血液，再随血液输送到身体各个部位，进入大脑后就会起到让人放松的作用。由于“笑气”麻醉作用起效快，作用时间短，所以常用于牙科手术、分娩镇痛，以及一些短小的外科手术。但是使用“笑气”麻醉还是有一定风险的，需要搭配一定量的氧气使用，如果没有控制好浓度和用量，可能会导致缺氧，从而引起昏迷甚至死亡。随着医疗技术的发展，麻醉已经很少再用“笑气”了，现在我们有了更安全更有效的麻醉方式。

　　“笑气”除了麻醉作用之外，还会让人产生愉悦感，甚至大笑，所以虽然“笑气”慢慢被医疗行业抛弃了，但是却逐渐进入了娱乐行业，在很多酒吧里、派对上都能看到“笑气”的身影。

　　“笑气”本身是无毒的，但是过多吸食就会对人体产生危害了。吸入“笑气”过多，会导致大脑供氧不足，产生幻觉甚至精神错乱；还会影响人体对维生素B族的吸收利用，从而导致一系列神经、精神、血液和心血管等疾病，其中脊髓神经病变会导致四肢灵活性和平衡性降低，下肢无力。几个月前，引起社会普遍关注的一篇文章《最终我坐着轮椅被推出了首都国际机场》中的女主人公就是因为吸食 “笑气”而逐渐上瘾，沉迷其中，最终导致下半身重度肌无力，无法站立、大小便失禁。

可以燃烧的屁

　　前段时间有则新闻，日本东京某医院的一位病人在手术中途放了一个屁，做手术的医生正在使用激光，于是屁便被点燃了，最终导致该病人被严重烧伤。可能有小伙伴要问了，屁真的能燃烧？

　　放屁是人的一种正常生理现象，人人都要放屁，一个身体健康的成年人每天会产生数百毫升的屁。我们在呼吸、进食的时候会吸入大量气体，寄生在肠道里的细菌在帮助我们消化食物的同时也会产生气体，再加上细胞代谢产生的废气，这些体内所有的气体都是屁的来源。屁的成分主要有氮气、氢气、甲烷、二氧化碳、氧气等，这些气体大概占屁总量的99%。大家应该看出来了，屁的成分里有氢气和甲烷，这两种气体可是有名的可燃烧气体。尤其是氢气，在屁中的含量达20%以上，最高甚至能达到47%，所以屁遇到明火能燃烧甚至爆炸就不足为奇了。宇航员在太空中作业时的空间都是密闭的，如果放屁释放出的氢气含量达到一定浓度，发生火灾，后果将十分严重。因此，宇航员们的饮食会尽量避免红薯、土豆、豆子等容易产生气的食物。

　　那屁的臭味是哪里来的呢？上面我们提到了屁的主要成分，那剩下的1%是什么呢？是氨气、硫化氢、臭粪素等。想必大家对于当年化学老师强调无数遍的“氨气具有刺激性气味”“硫化氢具有臭鸡蛋气味”依然记忆犹新，臭粪素只是听名字就仿佛已经闻到了味道，这几种有味道的气体混合在一起，那臭的程度就可想而知了。虽然这几种气体含量极少，但贡献的气味却超乎想象。

　　读完以后有没有对气体有了新的认识？其实生活中还有很多奇妙的气体，虽然不像氧气、二氧化碳、氮气那样普遍，但却有着自己的独特之处，比如用在汽车大灯里的氙气，霓虹灯里氩气、氖气，可用作麻醉剂的乙醚等等，还有更多奇妙的气体等着你去探索和发现。

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　　参考文献：

　　[2]朱凯丰.“笑气”知多少[J].中学化学,2017(06):18.

　　[3]王月亮.请别把“屁”当屁事儿[J].科学大众(中学生),2015(12):33-35.