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自从原始人点燃第一把火，人类社会进入了新的发展期。原始人开始使用木柴燃烧的火驱暗照明，抵抗严寒，御野兽;用火冶炼金属，制造工具;最重要的是，火可以增加食品的品种，同时使吃熟食成为可能，吃熟食促进了人体特别是大脑的发育，从而大大加快了人类进化的步伐。

火对人类来说实在太重要了，必须千方百计使火继续燃烧下去，这就带来了燃料的问题。人类一开始最容易得到的也是最好的燃料就是木头。原因是:在原始人生活的时代，地球上到处是茂密的森林，木头随手可得。只要木柴干燥，它就很容易被点燃，而且不会转瞬即灭。因此人类在相当长的时间里，直接使用木头作燃料，烧水煮饭，取暖御寒。

人类在使用火的过程中经常会有新的发现。冬天为了取暖，人类就会把一大堆木头放在一起点燃，木头燃烧时迸发出可观的火焰和热量，可是木头燃烧也很快，要维持下去就必须不断往火堆上添加新木头。火堆表面的木头经过充分燃烧，剩下的只是白色灰烬，而柴堆里面的木头并没有完全烧尽，每次火堆熄灭后都能从燃烧过的木柴堆里层找到一些“黑色木柴”。这些“黑色木柴”仍然可以点燃，只不过它不再像干木柴燃烧时那样进发熊熊火焰，而是温和地燃烧、炽热，然后慢慢变成灰烬。后人把这种着过火后又未充分燃烧的“黑色木柴”叫做木炭。

为什么木头着过火后留下黑炭?木炭与木头有什么不同?这要从木柴的燃烧过程说起。

木柴中有两种重要的原子:碳原子和氢原子。碳原子约占木头总量的50%，氢原子不足木头总量的7%。在高温的作用下(如用火点燃木头)，木头不断地分解，释放出气体，碳原子遇到空气里的氧气会发生强烈的化合反应，生成了二氧化碳气体并放出大量的热。

碳+氧气

二氧化碳+热量

氢原子同氧气经过化学反应生成水，只是水汽遇热迅速蒸发了。

当一堆木头堆在一起燃烧时，火堆外层的木头燃烧最充分，转化为大量的气体和热量，剩下的一点是近乎白色的灰烬。而空气要进入木柴堆里面十分困难，中间部分没有足够的氧气，碳原子当然不能充分燃烧。即使氧原子通过重重阻力到达木堆中心，也要先和氢原子结合，因为氢原子较之碳原子更容易和氧原子结合。这样，在木柴堆内层部分，就组成了一些主要由碳原子构成的集合物，颜色是黑色的。这种在着过火后留在木柴堆中间的黑色物质被叫做“碳化”了的木柴，也就是木炭。

当一场火灾过后，你总会看到没有烧尽的门窗、木梁都被熏烧得黑黑的，就是因为氢原子首先和氧原子化合，而把碳原子留了下来的缘故。

如果把木炭放入火中，木炭中的碳原子又有了和氧原子充分结合的机会，碳原子就会燃烧起来。木柴燃烧时，有碳、氢、氧和其他一些原子一起发生强烈的化合反应。相比之下木炭中只有碳和氧参加的化合反应就“温柔”了许多，碳原子燃烧时不会噼噼啪啪地乱炸火星，而是缓缓地燃烧，持续时间也长。

正是木炭这种燃烧的特点，使古人在走出山洞，住进自己建造的小木屋时，逐渐开始用木炭作为室内取暖的燃料。木炭有它的优点，使用的人也越来越多，人们就开始想办法大量地“仿造”。他们先把一大堆木头点燃，然后在上面压上一些土，阻止空气中的氧气大量进入木柴堆。缓慢燃烧的结果，木柴变成了黑色木炭，人类也第一次完成了“仿造”燃料的工作。

木炭除了作燃料外，还有许多其他用途，其中一个重要的用途是用木炭冶炼金属。金属矿石大多是金属氧化物，加入木炭烧炼，在高温下，碳原子与矿石中的氧原子结合，留下来的就是金属。人类在学会使用煤以前，一直用木炭冶炼金属。

在我国的唐代，科学技术在很多方面处于世界领先的地位。其中火药的发明是对人类的重大贡献之一。劳动人民在长期实践中发现:硝石、硫磺和木炭的混合物，在燃烧时会发生强烈的爆炸，从而发明了黑火药。黑火药是按下列比例配制的:硝酸钾占75%，木炭占15%，硫磺占10%。黑火药被点燃时，硝酸钾、木炭和硫磺在瞬间发生强烈的化学反应，产生大量的气体并迅速膨胀了几十倍、几百倍，同时放出大量的热，对周围的物体产生极强的摧毁力，这就是爆炸现象。黑火药所储存的化学能在爆炸中迅速转变成机械能。人们用火药的能量开发矿藏、改造山河，大大提高了改造自然的能力。

木炭质松多孔，它能把一些气体和溶解在溶液中的溶质吸附到自己的孔隙中，这种现象叫做“吸附作用”。现代人利用这一性质，对木炭进行特别加工。将木炭隔绝空气加热，并不断地通入水蒸气，这样可以疏通被堵塞的空隙，使之具有更大的吸附能力。经过这种加工的木炭叫做“活性炭”。利用活性炭可以制作防毒面具，活性炭会把空气中有毒气体过滤掉，保证人们安全地工作。

现代人吃的白糖大部分是从甘蔗里榨制出来的，刚刚榨出来的粗制糖溶液含杂质很高，颜色也不很白，加入一些黑色的活性炭，杂质被它吸附后，糖溶液变干净了。再经过蒸发，得到的就是雪白雪白的糖。

古人在使用木炭做燃料的同时，又发现了一种黑色石头遇火也能燃烧，燃烧的时间比木炭更长，释放的热能也更多。这就是我们今天说的煤。

煤的主要成分是碳元素，含量在60%以上，所以煤燃烧时火力猛、时间长。它的发热能力比木炭大半倍，比木柴大1～3倍。1千克煤完全燃烧时放出的热量，如果全部利用，可以使70千克冰凉的水烧到沸腾。

我国是最早认识和使用煤的国家。唐宋以前，煤这个字的含义不是指今天的煤炭，那时煤有另外一些称呼，如石涅、墨金、石墨、石炭等等。目前已知最早见于文字的名字是石涅，出现在战国时期的古书《山海经》中，书中几处谈到了煤:

经考证，《山海经》中记载的石涅就是煤。女床山在陕西岐山，风雨山在四川双流和什邡一带，两地均是煤炭分布地区。晋朝人把煤称呼为“石炭”，南宋末年才有了“煤”的称呼。

煤炭除了做燃料外，一个更重要的作用是冶炼金属。我国在汉代以前，冶炼金属主要用木炭。用木炭炼铁杂质少，质量高，缺点是火力不够强大，炉内温度不能升得很高，效率低。而用煤的优点是火力强，效率高，缺点是杂质多。随着铁的需求量增大，对铁的产量和效率要求越来越高，煤才逐渐代替了木炭。

考古发现，我国从汉代开始用煤炭冶炼金属。而最早记载用煤冶铁的文字见于晋代《西域记》一书:“屈茨北(今新疆库车一带)二百里有山，夜则火光，昼日但烟，人取此山石炭，冶此山铁，恒充三十六国用。”明代《天工开物》中采煤图说明至迟在晋代，我国就已掌握用煤冶铁技术，当地生产规模达到“恒充三十六国用”，可供应新疆广大地区。

煤炭在日常生活中的重要性在古人文化中也有所表现。北宋著名文学家苏东坡在江苏徐州任职时，寒冬季节，城中极缺燃料，便组织人到四周探寻煤矿，最终发现并开采成功。诗人就此写下著名的咏煤诗。

全诗反映徐州地区薪柴匮乏，连取暖烧饭都困难，出现了“抱衾裥”而“无处换”得“湿薪半束”的场面。经努力寻找，终于发现“山中有遗宝”，迎来“万人鼓舞千人看”的景象。“南山粟木渐可息”与“为君铸作百炼刀”二句反映出，正是由于这里的煤炭被开发并大量用于冶铁作兵器。才改变了以粟木为冶铁燃料的状况。

明代著名的政治家、军事家于谦，写过一首著名的咏煤诗，托物言志，表达自己献身祖国和人民的心胸: