1樓:
燃燒既是氧化
人為什麼會看到火焰的分層現象,就要從火焰的本質講起了。從理論上來說,只是物質氧化(燃燒就是劇烈氧化)放熱所產生的“火焰”應該是無色的,但為什麼一般的火焰都有顏色呢,那是因為構成物質的原子在高溫下得到能量,發生能級躍遷,從基態躍遷到激發態,處於激發態的原子不穩定,會自動回到基態,在向基態躍遷的時候就放出能量,此能量以光的形式釋放,由於不同原子躍遷所放出的能量或同種原子在不同的激發態躍遷所放出的能量不盡相同,各種物質或同種物質在不同情況下燃燒所發出的光的顏色是不同的(光的顏色由光的頻率決定,而每一個光的頻率值都對應著一個能量值),因此同種物質在不同溫度情況下燃燒發出不同顏色的光也就不足為奇了,人看到火焰的三層也就不難解釋了……
2樓:虢端城向晨
被燃燒的物質的分子因為溫度升高(獲得能量),於是劇烈運動,脫離了相互之間的吸引力,向空氣中逃串,並釋放能量,於是產生了可見光(火光)
3樓:
可燃性氣體達到燃點後的氧化放熱
4樓:
先來看燃燒三要素:可燃物,助燃物,溫度。
以碳在氧氣中燃燒為例。碳原子為6個核外電子,其中第一層2個,第二層4個。通常情況下碳原子比較穩定,但如果我們給它加熱,它的核外電子就獲得了能量變得活躍起來,達到燃點溫度時,最外層的4個電子變得不好控制了,和空氣中的氧原子發生反應,氧原子用它的外層6個電子,加上兩個碳電子,和碳原子一起構成穩定的八隅體。
每兩個氧原子結合一個碳原子,形成二氧化碳。在形成二氧化碳的過程中,原先外層的遊離電子變成了穩定的基態電子,這個過程要釋放能量,而釋放的能量又激發了相臨的碳子和氧原子結合,於是燃燒產生了。
5樓:
在中文裡火的含義很多,我們說的火是化學反應的火,是整個火團,而火焰是火的可見部分。火這種現象,不是單純的物理現象也不是單純的化學現象。所以可能你去問物理老師和化學老師,給到你的回答都是不同的,物理老師可能會告訴你火是等離子態物質;化學老師會告訴你是化學反應的結果。
要了解火焰這種現象,要從物理和化學兩個角度結合一起看。你問任何一個老師,甚至任何一本物理或者化學課本,給到的回答,都可能是不全面的。記得筆者在中學時期,化學書上給到的解釋是:
火、燃燒,是一種發光、發熱的現象,是能量的一種形式.。其實這個解釋是比較敷衍的,站在教科書的角度,因為考試不會考所以暫時只知道到這個程度即可,但是現實世界本身是中學教科書複雜得多的。要了解火,需要我們有一種**的精神。
認識火,需要知道物質除了固態、液態、氣態外的兩種狀態:激發態和等離子態;以及對應的兩種發光原理。
激發態:原子或分子吸收一定的能量後,電子被激發到較高能級但尚未電離的狀態。當原子或分子處在激發態時,電子雲的分佈會發生某些變化,分子的平衡核間距離略有增加,化學反應活性增大。
所有光化學反應都是通過分子被提升到激發態後進行的化學反應,因此光化學又稱激發態化學。嚴格來說激發態不是一種單獨的物質狀態,激發態是可燃燒氣體的一種狀態,激發態的物質看起來其實跟普通氣態一樣,只是電子的能量更大。物質從激發態狀態變為普通氣態,這個過程能量減少併發出光子,也就是電子躍遷導致發光,這是火焰中的第一種發光現象。
等離子態:物質原子內的電子在脫離原子核的吸引而形成帶負電的自由電子和帶正電的離子共存的狀態,此時,電子和離子帶的電荷相反,但數量相等,這種狀態稱作等離子態。激發態的物質在較高的溫度下,會變為等離子態。
等離子態跟激發態有本質的不同,等離子態是電子和原子核相互遊離,而激發態電子仍然受原子核束縛在原子核周圍。當等離子態中的的正負電荷重新結合,即等離子複合,形成原子,這個過程能量減少併發出光子。這是火焰的第二種發光現象。
明白了兩種發光現象之後,我們再看看最基本的燃燒現象:蠟燭的燃燒。
我們都知道蠟燭是有一根棉芯和石蠟組成的,棉芯主要是固定蠟燭的作用,而蠟燭的燃燒物就是石蠟。石蠟的熔點只有49-51℃,沸點300-550℃,一般打火機或者火柴的火焰,就可以超過石蠟的沸點。我們點燃蠟燭的時候,首先石蠟溶解,而溶解的石蠟再在超過沸點的外界溫度的情況下氣化為石蠟氣體,外界火焰溫度讓石蠟氣體進入激發態,而我們看到的火焰,其實是一個激發態和普通氣態的不斷轉換的範圍。
這個範圍中石蠟狀態非常不穩定,既有普通氣態石蠟分子變為激發態石蠟分子,也有激發態石蠟分子變為普通氣態石蠟分子。由於整個範圍都有激發態變為普通氣態,發出光子的過程,我們肉眼看到的就是這個範圍的發光,也就是火焰。這個範圍,就是火焰的範圍,或者說火焰的體積,是激發態和普通氣態轉換非常激烈的範圍,這是第一種火焰。
還有一種火焰,來自於上面說的第二種發光現象:等離子發光。處於激發態的氣體,在熱量的影響下,電子和原子分離,就會轉換為等離子態。
等離子態的物質也跟激發態一樣,也會形成一個範圍,在這個範圍內,等離子非常不穩定,有些有氣體變為等離子,有些由等離子變為氣體。而由等離子變為氣體的過程會發光,這就是我們上面說的第二種發光現象,也就是第二種火焰。
燃燒的過程,其實上面兩種火焰都可能會有。但是一般認為,低溫的火焰,大部分是電子躍遷發光,也就是第一種火焰;而高溫的火焰,是等離子複合發光,也就是第二種火焰。
持續燃燒:再看回石蠟的燃燒過程,為什麼外界的熱源撤離後,火焰還可以繼續燃燒呢?是因為石蠟和氧氣的化學反應,生成了二氧化碳和水,並生成很多的熱量,這些熱量讓周圍的石蠟氣體處於高溫狀態,從而保持著一個範圍的激發態或等離子態,也就是保持著火焰體積。
也就是說只要有足夠的石蠟氣體,就會持續燃燒。
火焰的形狀:火焰燃燒是有方向的,從下部開始燃燒,到上面最猛烈,為什麼呢?火焰的方向,其實就是石蠟氣體的分佈方向。
我們都知道蠟燭火焰內部是高溫的石蠟氣體,外界的低溫空氣會擠壓高溫的石蠟氣體,而由於重力作用,這種擠壓的力是從下往上的,於是我們看到的火焰都是往上燒的。據說在太空失重環境下的火焰,是球形的。
激發態火焰的溫度和顏色:我們看到的蠟燭的火焰,往往在接近石蠟的部分,是藍色的,遠離石蠟的部分,是黃色的,為什麼呢?因為火底部的石蠟,由於火焰溫度的影響,不斷被氣化。
剛剛氣化的石蠟需要吸收更多熱量才能升到激發態,而剛剛生成的石蠟氣體馬上受到氧氣的擠壓,氧氣和石蠟氣體的混合還不充分,導致溫度升高並不快,變為激發態也不多。
但是值得注意的是:火焰底部火焰是藍色,而對火焰顏色的研究發現,藍色的火焰溫度是比紅橙色火焰更高的。那為什麼蠟燭火焰的底部溫度還比較低呢?
由於石蠟氣體是持續的純氣體生成,生成後石蠟氣體周邊和氧氣的接觸非常充分,導致燃燒也非常充分,所以火焰呈藍色;但是也只有周邊和氧氣接觸比較充分,所以其實這種情況下燃燒的量是不大的,所以溫度並不高。越往上部,空氣和石蠟氣體的接觸越充分,他們混合的氣體的範圍更大,混合更充分,所以我們看到的火焰範圍也越來越大,發生化學反應的量也越多,溫度就越高。
蠟燭的火焰就分析到此了,最後,火是什麼?火就是火團,是燃燒化學反應發生的整個場景。火焰是什麼?常見的火焰就是激發態物質或者等離子態物質活動發光的集中範圍。
有興趣還可以進一步思考一下其他火焰的發光,例如煙花、鬼火、木炭著火等。甚至還可以進一步演技一下其他發光現象,例如鐵水發光、白熾燈發光、太陽發光、led發光等等。整個蠟燭火焰的分析,其實運用到了物理化學的多種知識,比學校教的要複雜很多。
本文是指尖科技說筆者自己找了很多資料整理出來的,指尖科技說其實不想做科普,我們想要傳達給讀者的是一種對知識的思考方法。
燃燒的定義是什麼???
6樓:
燃燒一般性化學定義:燃燒是一種發光、發熱、劇烈的化學反應。燃燒是可燃物跟助燃物(氧化劑)發生的一種劇烈的、發光、發熱的化學反應。
燃燒的廣義定義:燃燒是指任何發光發熱的劇烈的反應,不一定要有氧氣參加。比如金屬鈉(na)和氯氣(cl₂)反應生成氯化鈉(nacl),該反應沒有氧氣參加,但是是劇烈的發光發熱的化學反應。
同樣屬於燃燒範疇。注:核燃料“燃燒”,輕核的聚變和重核的裂變都是發光、發熱的“核反應”,而不是化學反應,不屬於燃燒範疇。
近代的連鎖反應理論將燃燒解釋為遊離基的鏈式反應,在反應過程中發光、放熱。這個理論將燃燒的鏈式反應分為三個階段:“鏈引發”、“鏈傳遞”、“鏈終止”。
鏈引發階段即產生遊離基並形成反應鏈的階段。產生遊離基的方法有很多,包括但不限於點燃、光照、輻射、催化、加熱。少數物質間會自發化合引發燃燒,如氟氣和氫氣在冷暗處就能劇烈燃燒引發**。
鏈傳遞階段,遊離基反應的同時又產生更多的遊離基,使燃燒持續甚至擴大。
鏈終止階段,遊離基失去能量或者所有物質反應盡,沒有新遊離基產生而使反應鏈斷裂,反應結束。
擴充套件資料
擴散燃燒
可燃氣體和空氣分子互相擴散、混合,其混合濃度在**範圍以外,遇火源即能著火燃燒。
蒸發燃燒
可燃性液體,如汽油、酒精等,蒸發產生了蒸氣被點燃**,它放出熱量進一步加熱液體表面,從而促使液體持續蒸發,使燃燒繼續下去。萘、硫磺等在常溫下雖為固體,但在受熱後會昇華產生蒸氣或熔融後產生蒸氣,同樣是蒸發燃燒。
分解燃燒
是指在燃燒過程中可燃物首先遇熱分解,分解產物和氧反應產生燃燒,如木材、煤等固體可燃物的燃燒。
表面燃燒
燃燒在空氣和固體表面接觸部位進行。例如,木材燃燒,最後分解不出可燃氣體,只剩下固體炭,燃燒在空氣和固體炭表面接觸部分進行,它能產生紅熱的表面,不產生火焰。
混合燃燒
可燃氣體與助燃氣體在容器內或空間中充分擴散混合,其濃度在**範圍內,此時遇火源即會發生燃燒,這種燃燒在混合氣所分佈的空間中快速進行,所以稱之為混合燃燒。
7樓:暮不語
燃燒的定義是一種放熱發光的化學反應,這種化學反應的反應過程十分複雜,在燃燒過程中,產生髮光發熱的物理現象是燃燒反應的一個明顯的標誌,燃燒反應的實質是遊離基的鏈鎖式反應。
常見的燃燒反應是可燃物與氧氣或空氣進行的快速放熱和發光的氧化反應,並以火焰的形式出現,比如紙張、木材的燃燒等等。
擴充套件資料
可燃物必須有一定的起始能量,達到一定的溫度和濃度,才能產生足夠快的反應速度而著火。大多數均相可燃氣體的燃燒是鏈式反應,活性中間物的濃度在其中起主要作用。如果鏈產生速度起過鏈中止速度,則活性中間物濃度將不斷增加,經過一段時間的積累就自動著火或**。
在燃燒過程中,燃料、氧氣和燃燒產物三者之間進行著動量、熱量和質量傳遞,形成火焰這種有多組分濃度梯度和不等溫兩相流動的複雜結構。火焰內部的這些傳遞藉助層流分子的轉移或湍流微團的轉移來實現,工業燃燒裝置則以湍流微團的轉移為主。
火沒有氧氣,為什麼不能燃燒?本質是什麼
長春北方化工灌裝裝置股份 因為燃燒的本質就是物料與氧氣進行反應生產新的物質的過程。沒有氧氣的支援,反應不能進行,所以火沒有氧氣不能燃燒。燃燒是一種放熱發光的化學反應,其反應過程極其複雜,遊離基的鏈鎖反應是燃燒反應的實質,光和熱是燃燒過程中發生的物理現象。可燃物與氧氣或空氣進行的快速放熱和發光的氧化反...
燃燒的條件,燃燒的三個條件是什麼?
應該是氧氣 可燃物 達到著火點。紙放在鍋裡沒有達到著火點。用放大鏡集中燃燒是提高溫度達到著火點。可燃物 助燃物 和達到著火點 這個是正確的 紙放在鍋裡是因為沒達到燃點 燃燒需要著火點,所謂火源就是為著火點提供條件的 紙在鍋裡接受的溫度超過 達到 著火點就會著啦。至於放大鏡聚光點燃可燃物,也是光線把溫...
燃燒的所需條件是什麼?為什麼燃燒需要氧氣
首先指出燃燒不一定需要氧氣 燃燒必須同時具備下列三個條件.1 有可燃物存在 凡能與空氣中的氧或氧化劑起劇烈反應的物質均稱為可燃物.可燃物包括可燃固體,如煤 木材 紙張 棉花等 可燃液體,如汽油 酒精 甲醇等 可燃氣體,如氫氣,一氧化碳 液化石油氣等.在化工生產中很多原料 中間體 半成品和成品是可燃物...