火的神奇之处,不单表现在它多变的形态,而且在于它的本质特征。
水呢是H2O,这在化学领域呀,是一个很明确且具体的定义。
但火呢?
为何它不像水那样,能用一个简单的分子式来定义?
火到底是什么?
要回答这个问题,我们得回到科学的源头。
1879年,英国物理学家提出了这样一个观点:火其实是由处于等离子体状态的物质所组成的。
如果说从某种角度来看,这确实是一个相当独特且具有开创性的认知呢。
等离子体,它不同于固态、液态以及气态,而是由带正电的原子核,和带负电的电子组成的。
火是物质与空气(主要为氧气)发生化学反应时所释放出的能量。
在这个过程中,物质里的原子,以及分子会吸收能量,这样一来,就能够达到激发态。
接着当它们再回到基态的时候,便会释放出光子,进而形成了我们所看到的火焰。
火焰的主要成分,是高温气体以及少量的等离子体。
当物质被加热至足够高的温度时,其中的原子,会失去其外层电子,进而形成离子与电子,这便是所谓的“电离”。
这些由离子和电子组成的混合物,就构成了等离子体。
等离子体乃是一种特殊的物质状态,它既非气态,亦非液态或固态,而是处于它们之间的一种第四态。
这里有个有意思的科学事实。
固体和液体,其实并不会燃烧!
确实它们得先被加热到足够高的温度,进而产生气体蒸汽,随后这些气体才会燃烧。
拿蜡烛来当作例子,你把蜡烛点着以后,一开始呢,蜡就会慢慢开始溶化,随后呢它会渐渐蒸发,变成气体。
最终呢这些气体就会跟氧气发生反应,从而形成火焰。
火焰的颜色,还有那明暗程度,以及所呈现出的温度,统统与燃烧物质的类型及其所处的条件密切地联系在一起。
比如讲氢气同氧气于燃烧之际,会生成出一种呈现蓝色的火焰;其实这一现象背后蕴含着特定的化学反应原理,并且这种反应在工业生产等领域有着广泛的应用。
其实这是电子在跃迁进程当中释放出的光子呈蓝色所引发的。
不过说真的,碳和氧燃烧之际,一般会形成黄色的火焰。
更确切地讲,这是因为碳颗粒,对光线展开了吸收以及散射,进而使火焰颜色,变为黄色。
为什么很少有人能够明晰火究竟是什么呢?
缘由在于火的繁杂性。
火不单只是一个简易的化学反应,其还牵涉到一连串的中间进程以及相关条件。
火的科学原理,可用火三角来解释,这包括燃料、氧气以及热量。
这三要素的组合情况,以及比例大小,决定了火的强度,还有持续时长。
其实现代科学家认为,火的过程更确切地可被描绘为“火四面体”。
美国蒙大拿州火科学实验室的马克·芬尼博士,近期公布了一项极具震撼性的发现:火焰在零重力环境下,会转变为透明的水母状球体。
当他们用直径3米的燃烧舱去模拟太空环境的时候,居然目睹了火焰自己分成了数百个微型火球,仿佛有着某种自主意识一般。
这里的火焰表现得十分奇特,竟然会有这样的现象发生,着实让人惊讶。
在以后在科技发展的过程中,火焰到底会发挥怎样的作用呢?
我们能否借助火的特性,去创造出更为神奇并且实用的技术呢?
来源:平头哥种草