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火是什麼科學原理

生活 更新时间:2024-12-28 00:13:59

大自然中的物體存在形式一般有三種,固态、液态、氣态,但是火看起來好像和這三者都不太符合。那火到底是什麼物質?是何形态呢?

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其實,火是一種特殊的形态。

我們眼中看到的火不如稱之為焰,它以等離子體的形态出現,這是物質的第四種形态,看起來和氣體有些像,因此也被叫做超氣态。那什麼是等離子體呢?我們所見到的物質都是由分子、原子構成的,原子又包括核外帶負電的電子和帶正電的原子核。當物質溫度過高或者因為其他原因,核外電子吸收能量,擺脫了原子核的束縛,成為自由電子,物質就變成了自由電子和帶電離子。這種狀态下的物質就被叫做等離子體。

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地球上的火、閃電、極光等都是等離子體的形态。

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閃電

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極光

那火是從哪兒來的呢?

中國神話中有一段關于燧人鑽木取火的故事,由于遠古人類沒有火種,經常生病,壽命也很短暫。天神伏羲不忍,告訴人類燧明國有火種,後來有年輕人去往燧明國,在燧木樹下鑽木取得火種。考古學家研究發現,生活在東非肯尼亞的早期猿人在三百萬年前就已經使用火了。在中國的元謀人遺址也發現了用火的痕迹。火自從被發現以來給人類帶來了太多好處,原始人利用火驅逐野獸,學會了用火烤食物,火光還為人類帶來了光明。即使是在黑暗中,人們也可以看清事物。

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鑽木取火

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早期猿人使用火種

那火的本質究竟是什麼東西呢?

從現代科學的立場來解釋,火是物質燃燒過程中所進行的強烈氧化反應,其能量以光和熱的形式釋放。換句話說,火其實是能量的一種存在形式,而火的本質就是氫、碳、氧和其他物質混合而成的。如果想生火,就需要可燃物,足夠高的溫度和氧化劑,三者缺一不可。

既然火團是由物質構成的,那火有重量嗎?為什麼我們看到的火苗都是向上跑的?

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火有重量,并且會受到地球重力的影響。我們之所以看到火焰向上,是因為火苗周圍所産生的熱空氣。熱空氣在上升的過程中推着火焰向上走,而如果在外太空燃起一團火,那麼火會是一個圓球的形狀。

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除此之外,不同的可燃物燃燒時所産生的火焰顔色也都是不同的。天然氣燃燒時是藍色的火焰,而蠟燭燃燒時是橘紅色的火焰。除了物質本身的成分不同之外,還和可燃物的燃燒程度有關。當物質燃燒充分時,一般就是藍色的火焰。燃燒不充分的情況就像蠟燭,其實紅色火焰中間的芯也都是藍色的,但是由于被外層紅色火焰包裹,往往觀察不到藍色部分。外層的紅色火焰則是因為燃燒中産生的炭黑飄在火焰上邊,所以多顯示為紅色。

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看到這裡,大家是不是有了一定的認識呢?

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