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烧煤的炉子,为什么会有深紫色的火焰,有什么化学物质影响了焰色么?

来源:www.513hx.cn  时间:2023-09-21 19:43   点击:118  编辑:admin   手机版

一、烧煤的炉子,为什么会有深紫色的火焰,有什么化学物质影响了焰色么?

火的颜色是根据燃烧的物质决定的,

含有钠的,黄色

含有铜的蓝色

含有煤烟(如蜡)的红色

火其实就是一种辐射。和光差不多。光是光子,而火就是一种“等离子体”。光子是没有质量的,火也没有质量。这种辐射的频率到一定范围内就会超生热的感觉,在另一范围内你就会看见了。而在这一视觉范围里,不同的频率会产生不同颜色(颜色是人为的感觉,宇宙并没有“颜色”这种性质,只有不同的辐射频率。是人类为适应生存而进化出来的主观感觉)。由于不同元素的燃烧产生的辐射频率不同自然就会有不同的焰色反应。顺便说一句,看焰色反应不能直接用肉眼看,要隔着紫色镍钴镜以消去引燃物的火焰影响。

其实火的有颜色且不同的火颜色不同。这是因为在火焰中混入的叫做“煤烟”的碳粒含量会造成颜色的不同。蜡烛的火焰之所以是红的,是因为混有许多煤烟,它在高温加热下看上去是一闪一闪的。像煤气炉那样的气体火,里面几乎不含煤烟,空气大量进入后能充分燃烧,所以看上去是蓝色的。从温度上来比较,蜡烛的火焰大概是1000度左右,煤气炉的温度则高达约1700度。比起篝火等的红色火焰来,不太能看清的蓝白色火焰的温度常常会高得多,火焰是因为化学反应产生,化学反应中燃烧反应是发光发热的。

二、火焰 的性质

火焰余缺的本质是放热反应中反应区周边空气分子加热而高速运动,从而发光的现象

(化学反应中当反应物总能量大于生成物总能游拍量时,一部分能量以热能形式向外扩散,称为放热反应。向外释放的热能在反应区周围积聚,加热周边的空气,使周边空气分子做高速运动,运动速度越快,温度越高。火焰按照距反应区距离由近至远分为:1、焰心,粒子运动速度低,光谱集中在红外区,温度低,亮度低。2、内焰,粒子运动速度中等,光谱集中在可见光部分,亮度高,温度较高。3、外焰,粒子运动速度最快,光谱集竖磨辩中在紫外区,温度最高,亮度较低。 反应区向外释放的能量从焰心至外焰逐渐升高,然后急剧下降,使火焰有较清晰的轮廓,火焰与周围空气的边界处即反应能量骤减处。)

三、火是由什么构成的?它有物理性质和化学性质吗?它到底是什么?

火是物质燃烧过程中散发出光和热的现象,是能量释放的一种方式。

光是人类眼睛可以看见的一种电磁波,也称可见光谱。在科学上的定义搜岁李,光是指所有的电磁波谱。光是由光子为基本粒子组成,具有粒子性与波动性,称为波粒二象性。

而热是物质的一种属性。即热世迟不是物质。

光的物理性质,和物质的热性质,中学都有学。

而光不是原子级雀则微粒,不涉及化学性质。

四、火是什么态?它到底是什么物质?导电吗?

1.不能说火是什么态的,就象问电是什么态一样的道理,和电一样,火是一种能量的载体.用火煮饭就火的热能作用的结果.

火是燃烧时产生的一种现象,所以谈不上是什么“态”。

进一步解释――

我们知道,一种物质的各种形态是可以在一定条件下互相转化的。比如说液态的水,可以成为固态的冰。那么――有“固态的火”吗,或者,“液态的火”?这样说,比较好理解了吧?

2.火是物质燃烧产生的光和热,是能量的一种。必须有可燃物、燃点、氧化剂并存才能生火。三者缺任何一者就不能生火。火就是介于气态、固态、液态以外的等离子态。火是由等离子体(plasma)状态的物质组成的,plasma是由英国物理学家Sir William Crookes在1879年确定的物质的第四种状态(其它三种是固态、液态、气态)。

电子离开原子核,这个过程就叫做“电离”。这时,物质就变成了由带正电的原子核和带负电的电子组成的,一团均匀的“浆糊”,人们称它察陆敬离子浆。这些离子浆中正负电荷总量相等,因此又叫等离子体。

而我们通常看到的火是电离的电子由激发态回到基态时放出的光子,不同能量的光子有不同能量的颜色。

火有重力吗?答案是有的,因为火在无重力太空舱中的形状是球状的,它的形状受到重力的影响。

初中化学中定义火是物质燃烧过程中产生的发热发光的现象,那么又做如何解释呢?那是因为初中化学是从宏观现象来解释火,而现代物理在进入研究微观领域之后更注重从微观粒子角度解释现象。

从宏观定义的物质上来说,火是悉瞎物质,因为从哲学的宏观定义上来说,物质的状态也是物质,物质和状态并不矛盾。

所以说火的温度也就是物质的温度,物质的温度通常认为是-273.13度 这个温度基本上也可以认为是火的最低温度.

3.火一般是物质间发生化学反应释放能量的一种形式。火本身是释放能量的形式,就像爆炸一样,是形式,不是物质,当然没有质量,但这个形式所包含的物质是有质量体积的。不同的物质燃烧具有不同败慎的物态,碳是固态,石蜡是液态,氢气是气态。

而所谓等离子态,是纯净物的一种态,和固态、液态、气态一样,这是气体在约几百万度的极高温或在其它粒子强烈碰撞下所呈现出的物态。这时,电子从原子中游离出来而成为自由电子。等离子体就是一种被高度电离的气体,但是它又处于与“气态”不同的“物态”――“等离子态”。太阳及其它许多恒星是极炽热的星球,它们就是等离子体。宇宙内大部分物质都是等离子体。地球上也有等离子体:高空的电离层、闪电、极光等等。日光灯、水银灯里的电离气体则是人造的等离子体。

等离子体是可以导电的。

所以火可以导电.但是普通低压电不能.

人类对于火的认识

人类究竟何时开始懂得用火,至今众说纷纭,据考古表明,人类约在300年前就懂得用火,火的力量给人类留下极为深刻的印象,而火的利用给了人类的生活带来很大的变化,例如火能用来照明,烤熟食物,烤暖身体,驱走猛兽,保护安全等等。化学也是随着火的利用中发展起来。人类对于火的认识,经历了漫长的历史,由神话到传说,发展至燃素说到后来的燃烧理论。

人类用火约经历了以下几步:

第一,使用天然火。火山爆发、雷电轰击、陨石落地、长期干焊、煤和树木的自燃等等,都可以形成天然火。这种过程反复多次,使人们看到了火的威力和作用,逐步学会了用火,可能是把火种引到洞,内经常放入木柴,形成不易熄灭的火堆供人们使用。

第二,钻木取火。通过钻木摩擦生火,再引燃易燃物,取得火种,点燃火堆。

第三,用火石、火镰、火绒取火。传说是原始的人们,打猎时用石块投掷猎物,因石块相碰冒出火星,欠而久之,学会用石头互相撞击,打出火星,再引燃植物的绒毛取火。后来,这方法经多方改良,形成了火石、火镰、火绒的系统取火工具。

人类由于懂得利用火,因而逐步学会了烧制陶瓷、冶炼金属、制造玻璃等。

燃素说

人们很早就探索火的本质,欧洲的燃素说曾在十八世纪的时期占着统治地位,并内流传了100多年。

在文艺复兴时期意大利科学家达芬奇曾指出:物质燃时,若无新鲜空气补充,燃烧就不能进行,这已十分接近得出“空气助燃”的结论。

1630年,法国医生雷伊发现,锡和铅与空气进行燃烧后,都增加了重量。

真正提出燃素说的是德国化贝竭尔和医生施塔尔。他们都认为,燃烧是由于燃素的作用,因为可燃物都含有燃素,燃烧时,燃素于,出所以公式应如下:

燃烧物-燃素=灰烬

但是,试验发现,大部分物质燃烧后,重量变轻,而金属则不然,它们燃烧以后,重量反而增加,所以燃素说又有如下的公式:

金属+火的微粒(燃素)=灰

这两个公式是互相矛盾的,因此造成了燃素学说的悖论。后来一些理论家们为解决这个悖论,提出了种种说法,其中一种说,燃素有负重量,因此,金属燃烧时,负重量跑了,所以灰的重量增加了。

燃素说虽然有些牵强,但能说明了当时所知道的大多化学现象,并流行了100年。在这段时间所累积的化学知识,使化学供燃素说从炼金术中解放了出来。燃素说把化学的映像当作原形,使真实的化学关系被颠倒了,造成了许多错误。

燃素说还使“素”和“力”的概念变得空洞无物。物质为甚么会燃烧――因为有“燃素”。至于生物为甚么活着呢――因为“生命力”。物质之间为甚么会化合――因为“化学亲合力”。如此等等,看来把问题都回答了,事实上甚么也没有回答。这和神学说“一切都是由上敬罩帝安排的”,从本质上没有甚两样,因此实际上还仍是把科学禁锢在神学之中,只不过用臆想出来的东西代替了神的意志。

氧气的发现

十七世纪以后,人类逐步发现了许多气体,懂得了空气的复杂成分,例如:1755年发现了CO2,知道了以下公式:

石灰石-固定空气(CO2)=苛性石灰

苏打-固定空气(CO2)=苛性碱

还有卡文迪许及后来的勒每里等发现了氢;舍勒发现了氮等等。但是给化学带来革命性变化的是氧的发现。

氧的发现应归功于普利斯特列和舍勒。

1733年,普利斯特列出生在英国费尔特赫德附近近的农村,收入微薄,生活清苦。小时,被寄养在姑妈萨拉亮态闹家中。12岁入学读书,1755年以优异作绩毕业于神学院,并在萨尔菲克教当当了神父。1767年着<<电的历史>>,同年被选为伦敦皇家学会会员。

1774年,开始研究用聚光镜加热各种化学物质。同年8月1日,普利斯特列用聚光镜加热汞 灰(HgO)。他把汞 灰放在玻璃皿中用聚光镜加热,发现放出气体。起初他为这气体是一般的空气,后来好奇心驱使他对这种气体进行认真的研究。

普斯特列在经研究发现,蜡烛在他制得的气体中燃烧,火焰非常明亮。后来,他又把老鼠放在这种气体中,发现,一开始老鼠并无异常,但过了一会,这些老鼠都很活跃。他自己试着吸入这种气体,觉得这种气体使身心特别舒畅。

普利斯特列闭哗在解释他所发现的气体时,却犯了错误。因为他是一个燃素说的信奉者,所以认为他所获得的空气是所谓“脱燃素的空气”。是他发现了氧,但他却不承认氧。错误的燃素说,使他从歪曲的、片面的、错误的前提出发,循着一条错误的理论道路前进,使得在真理碰到鼻子尖的时候,还没得到真理。他的蜡烛试验,本应而易举地得氧气助燃的结论,但他却没有做到这一点,而是设法用新的试验成果.为旧理论做注释,错过了现真理的机会。

同时发现氧的另一位科学家是瑞典的舍勒。舍勒早年是一个药店的学徒,1773 年以前他利用业余的时间做了许多实验,较系统地研究过燃烧现象,1775年着成<<论火与空气>>,但一直到1777年才出版。他制取氧的方法主要有两种:其一是加热某些含氧的化合物,如硝酸钾、氯化汞、碳酸银等;其二是用黑锰矿(MnO2)与硫酸反应制取。

舍勒发现了氧气,但对他自己发现的解释犯了和普利斯特列同样的错误,因为他也相信燃素说。他认为是空气中火气成分与燃物中燃素结合的过程,火是火气与燃素结合的化合物。他一味地去给错误的燃素说做批注,从来也不想自己的发现中,引出合乎实际的结论。

真正对燃过程进行理论研究的是法国化学拉瓦锡,他的学说给化学带来了一次革命。

拉瓦锡的燃烧理论

拉瓦锡于1743年8月26日出生在法国巴黎,18岁以优异成绩毕业于马特兰学校。1761年入蓬尔索纳学院读法律,1763年毕业,他虽然学的法律,但对法律不感兴趣,工作时每天在法律事务所打盹,回家以后却自己做化学实验。在拉瓦锡23岁时,撰写了,一篇解决城照明问题的论文,受到科学院奖励。

1766年,拉瓦锡放弃了律师工作,专心研究化学,初期是研究石膏的性质,并撰写了两篇论文,1768年被选为科学院助教。

1771年,拉瓦锡经多次实验证明:物质反应前后的总重量不变,这是著名的质量守恒定律。他的主要贡献是证明了空气共不是单一的简单物质,而是由多种气体的混合物。

拉瓦锡实验证明,空气主要是由维持燃烧和不能维持燃烧的两部分组成,他把可维持燃烧的部分称为“活的部分”,他叫“好气”,后来改称为氧气。

拉瓦对空气成分的研究与普利斯特、舍勒都不同。特点是使用天平和密封,严格定量研究。经研究,木炭、铝、汞以及其它金属,在密封的玻璃容器中燃烧以后,不论其灰烬的质量是增加或减少,但总质量保持不变。由此他认为:燃烧只是物质进行化学反应的现象,根本不存在“燃素”,所谓“燃素”只是因为人们对燃烧现象不沤舛茉斐隼吹亩鳌

在研究燃烧过程中,拉瓦锡还研究了空气中二氧化碳、氮等其它成分,指出:敝口的实验设备,不能隔绝空气的干扰,必须封闭起来,才能严格定量说明问题。

拉瓦锡经对氧化过程详细研究,提出了氧化燃烧理论,推翻了统治人们头脑100多年的燃素说,给化学带来了一场革命。但是,他的理论起初得不到承认,还有人指责他剽窃盗了普利斯特列的研究成果。1785年,拉瓦锡的燃烧理论得到了著名科学家拉普拉斯的支持,终于得到了承认。

火实际脊滚上是一团正在发生化学反应的气体,反应时释放的能量以光的樱肢余形式传出.固体饥袜燃烧是没有火焰的,如碳,它只会发光,而我们看到的微弱的火焰是木炭里的其他可燃气体在燃烧.木炭越纯,质量越好,火焰越小.化学反应释放的能量能使空气微弱电离,在有一定电压的情况下,电离的空气可以导电,但火本身是不导电的.

火是等离子态,是可燃物的一些基本粒子在高温条件下形成的自由离子,因为有自由离子所以可以导电。

火是一种能量的释放形式

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