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火是什么物态?气态还是等离子态?其实更偏向于气态

 where5 2023-06-17 发布于四川

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说到物质的形态,我们马上就会想到身边最为常见的三种物质形态,即固态、液态和气态。

日常所见的大多数物质都包括在这三种物质形态之中,且在一定条件下可以相互转化。虽然这三种物质形态是最为常见的,但并不代表所有的物质都属于这三种形态,除了固态、液态和气态之外,物质的形态还有等离子态、玻色-爱因斯坦凝聚态、费米子凝聚态等等,只是这些特殊形态的物质,我们在日常生活中是很难见到的。如果非要在日常生活中找出一种不属于固液气三态的物质,那么我们第一个想到的可能就是火了。

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火是什么物态?

很明显,火不是固态的,也不是液态的,那么它会不会是气态的呢?这倒是有可能,但除此之外还有一种说法,就是说火是等离子态物质,那么火到底属于气态,还是等离子态呢?这还真是一个不太好回答的问题,因为单从外在表现形式上来讲,气态物质和等离子态物质是有很多相似之处的。固态物质的形状是固定的,液态物质的形状虽然不固定,但至少体积是固定的,可气态物质就不同了,它的形状和体积都不太固定,会因为容器和外部环境的影响而发生变化,恰好,等离子态物质也是如此。

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不过要将气态物质和等离子态物质进行区分,也并不困难,因为二者虽然外在表现存在着诸多相似之处,内涵却是天差地别。

首先,不论何种气体,都是由一个个气体分子所组成的,这些分子是中性的,但等离子体不是,组成等离子体的单位是正负离子,而其中也会夹杂着一些中性分子。其次,就是微观粒子的运动速度。运动是这个世界的本质规律,无论是岿然不动的巨石,还是翻涌奔腾的江水,其内部的微观粒子都是处于运动之中的。

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组成气体的粒子的运动速度是相对有限的,其中基本没有速度极高的粒子,等离子体就不同了,在其中存在着一部分极高速的粒子。

再有就是内部的相互作用,气体间的相互作用是通过粒子相互之间的碰撞实现的,而等离子体却可以通过电磁力的长程作用来实现集体互动。最后就是性质方面,相比气体而言,等离子体拥有很高的导电率。

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可以看得出来,气态物质与等离子态物质在本质上存在着很大的区别,但这种区别却并非不可逾越的,也就是说气态物质是可以转化为等离子态物质的。

不过想要实现这种转化,是需要一些特定条件的,比如强大的电场或极高的温度。这其实很好理解,因为强电场或高温可以促使气体分子失去电子,从而生成离子。不同的气体想要转化为离子态,所需要的温度是不尽相同的,就空气而言,想要从气态转变为离子态物质则需要1.4万摄氏度左右的高温。

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不同的可燃物所产生的火焰,温度是不同的。

平日里我们所使用的打火机,它的温度大概在300到500摄氏度之间,而做饭使用的天然气,其所产生的火焰温度最高也不会超过1500℃,即便是乙炔,其所产生的火焰温度最高也就能达到3300℃左右。显然,这些火焰的温度距离1.4万摄氏度还有着相当的距离,也就是说日常我们所见的这些火焰,其本质就是发生剧烈燃烧反应的气体,所以说这些火焰其实更偏向于气态。不过这并不是说火焰中就没有等离子态成分,事实上熊熊燃烧的火焰之中的确存在着一部分低电离度的等离子体,只不过它们所占的比重并不是很高罢了。

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