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火焰的本质是什么?

 郑公书馆298 2016-12-18


火焰的本质是什么?
从理论上来说,只是物质氧化(燃烧就是剧烈氧化)放热所产生的“火焰”应该是无色的,但为什么一般的火焰都有颜色呢,那是因为构成物质的原子在高温下得到能量,发生能级跃迁,从基态跃迁到激发态,处于激发态的原子不稳定,会自动回到基态,在向基态跃迁的时候就放出能量,此能量以光的形式释放,由于不同原子跃迁所放出的能量或同种原子在不同的激发态跃迁所放出的能量不尽相同,各种物质或同种物质在不同情况下燃烧所发出的光的颜色是不同的(光的颜色由光的频率决定,而每一个光的频率值都对应着一个能量值),因此同种物质在不同温度情况下燃烧发出不同颜色的光也就不足为奇了,人看到火焰的三层也就不难解释了……

1.本质

火焰的本质是什么?
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)。

火是很泛的概念,基本包含两大元素:发光(光子的产生)和产热(如氧化、核反应所致)。在生活中,火可以被认为是物质发生某些变化时的表征。很多物质都能在某些特定的变化或说反应中产生光和热,两者共同构成我们所说的“火”。
火焰的本质是什么?
我们就以以蜡烛为例,蜡燃烧时当然产生了火。但我们到底该认为谁是火呢?
水和二氧化碳是无法独自产生火的,可排除此可能性;我们在蜡烛燃烧时看到黑烟,说明炭还好好的存在着,并未发生反应,所以这种可能性亦不存在,至于其他杂分子,也是燃烧的副产物,既然称为产物,则不会在我们所讨论的反应过程中发生变化了,排除。只剩下蜡了。蜡是火?确实荒谬。不错,蜡本身绝不是火,但火源自蜡,而非上述任何其他物质,这是肯定的。蜡产生了火,而火却不是此反应中的任何反应物或生成物本身!火就是火自己!但火实际上确是一种物质,但又不仅仅是物质。
2.颜色
火焰的本质是什么?
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。
火焰的本质是什么?

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