自然科普:火是什麽物質,是何種形態?
來源:宇宙解碼
發布時間:2022-11-07
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大自然中的物體(ti) 存在形式一般有三種,固態、液態、氣態,但是火看起來好像和這三者都不太符合。那火到底是什麽(me) 物質?是何形態呢?

其實,火是一種特殊的形態。

我們(men) 眼中看到的火不如稱之為(wei) 焰,它以等離子體(ti) 的形態出現,這是物質的第四種形態,看起來和氣體(ti) 有些像,因此也被叫做超氣態。那什麽(me) 是等離子體(ti) 呢?我們(men) 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(wei) 其他原因,核外電子吸收能量,擺脫了原子核的束縛,成為(wei) 自由電子,物質就變成了自由電子和帶電離子。這種狀態下的物質就被叫做等離子體(ti) 。

地球上的火、閃電、極光等都是等離子體(ti) 的形態。

閃電

極光

那火是從(cong) 哪兒(er) 來的呢?

中國神話中有一段關(guan) 於(yu) 燧人鑽木取火的故事,由於(yu) 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(dong) 非肯尼亞(ya) 的早期猿人在三百萬(wan) 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跡。火自從(cong) 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(shou) ,學會(hui) 了用火烤食物,火光還為(wei) 人類帶來了光明。即使是在黑暗中,人們(men) 也可以看清事物。

鑽木取火

早期猿人使用火種

那火的本質究竟是什麽(me) 東(dong) 西呢?

從(cong) 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(wei) 什麽(me) 我們(men) 看到的火苗都是向上跑的?

火有重量,並且會(hui) 受到地球重力的影響。我們(men) 之所以看到火焰向上,是因為(wei) 火苗周圍所產(chan) 生的熱空氣。熱空氣在上升的過程中推著火焰向上走,而如果在外太空燃起一團火,那麽(me) 火會(hui) 是一個(ge) 圓球的形狀。

除此之外,不同的可燃物燃燒時所產(chan) 生的火焰顏色也都是不同的。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(guan) 。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,但是由於(yu) 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(wei) 燃燒中產(chan) 生的炭黑飄在火焰上邊,所以多顯示為(wei) 紅色。



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