火到底是液態、固態還是氣態?

看到這個題目,可能很多人會回答火是氣態!但是火到底是液態、固態還是氣態?這個問題隱藏了一個假設,“火”是一種

物質狀態!

那麼我們所認知的“火”是什麼呢?


生活中,我們可以看到“火”是一片亮光,其具有不定的形狀分佈,我們還可以在短時間觸摸到“火源”,好像它是運動的,似棉花一樣但帶有熱量的軟固體。

其實除了我們常見的固態、液態、氣態外,物質還有第四種狀態——等離子態,它是由英國物理學家Sir William Crookes在1879年提出的(不重要),等離子態由等離子體狀態的物質組成的,而火是包含等離子體的。

大概說到這裡,有些聰明的小伴子已經知道接下來會向哪個方向發展了!

那麼火是介於氣態、固態、液態以外的等離子態嗎?


其實並不是一定的,不同的火,性質是不一樣的,比如太陽火與我們生活中的火是完全不同的,太陽火的本體是等離子態的,熱核反應需要將熱核燃料電離,而我們生活中的使用到的火,以下我們以蠟燭火為例,首先蠟燭要生火,必須滿足三要素——燃點、有可燃物、氧化助燃劑(高中學過)。

蠟主要是由碳、氫原子組成的大的烴分子,我們用打火機點蠟燭,這樣會導致分子劇烈運動,進而蠟分子分解成了單個碳原子與氫原子。

火到底是液態、固態還是氣態?

這個時候它們就不是蠟固體了,而變成了氣體,該過程成為熱解,然後由於溫度不斷上升,原子仍劇烈運動, 發出藍色光,就是燭火底部呈現藍光的原因,該過程稱為化學發光。

火到底是液態、固態還是氣態?

同時氧原子、氫原子、碳原子組合成水或者二氧化碳等不同的物質,通過氧化反應將能量以熱量的形式大量放出,而燭火中會有很多的碳原子剩下,它們結在一起形成菸灰。


火到底是液態、固態還是氣態?

黑色團狀物——菸灰


而持續的高溫加熱這些菸灰,到達一定溫度,就會發出可見光,表現為淡黃色的光,這個過程稱為白熾,這就是所形成火焰的所有過程,所以蠟燭火焰的主體其實是氣態與固態的燃料和空氣的混合物,通過化學反應發光發熱,外層則有少量被激發的等離子體,最後!敲黑板敲黑板!!!

1、生活中比較常見的普通物質燃燒火焰(如蠟燭火、打火機、紙的燃燒)不是等離子態,是發光的高溫氣體,其溫度在幾百度左右;

2、不常見的溫度超過一萬度以上的燃燒火焰(如熱核聚變、航天飛船經過大氣層發生摩擦燃燒)是等離子態;

3、我們家裡的白熾燈燈管、等離子體電視、天上的太陽都是等離子態;

4、等離子態是一種物質狀態,上面1.2點中提到的溫度只是一個便於理解的簡易相關概念,它不是按照溫度高低或是否發光來決定的,溫度從室溫甚至到上億度都可以是等離子態(等離子體電視總不能上萬度吧);

5、等離子體也可以不發光。

那麼火焰為什麼會似棉花一樣可以隨意“運動”並且視覺上有一定的形狀呢?知小二期待下一次與你的相遇!


1.《同學少年》 , 2004 (7) :26-27 2.《廣東石油化工學院學報》 , 1997 (1) :50-50 3.《中國科技博覽》 , 2015 (47) :382-3824.http://youtube.com/rimstarorg5. core.ac.uk

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