成分
一根蜡烛 | 金属筛子一块金属纱布或金属筛子 |
指令
点燃一支蜡烛,等待一小段时间让火焰生长,倒一些蜡可能会有帮助。
然后把纱布/筛子放在蜡烛火焰上,从顶部往里看——有什么奇怪的吗?
试着上下移动纱布,看看蜡烛冒出的烟。
结果
当纱布穿过蜡烛的一半时,蜡烛火焰看起来是中空的。而且,当纱布在火焰中高的时候,蜡烛的烟是黑色的,但当纱布在火焰中低的时候,蜡烛的烟是白色的。
用纱布观察蜡烛内部 |
解释
蜡烛是由一个圆柱形的蜡组成的,蜡是一种燃料(通常是碳氢化合物,如汽油),它融化后被表面张力吸到灯芯上,然后蒸发并与空气中的氧气反应。这个反应产生热量、二氧化碳和水。
然而,反应只能发生在空气遇到蜡蒸气的地方。这种情况不可能发生在火焰的整个过程中,只发生在火焰的外面。所以所有的火焰都是空心的。
来自火焰的热量融化了蜡烛蜡,然后蜡烛蜡被表面张力拉到灯芯上,然后蒸发。 | 蜡蒸汽与空气中的氧气发生反应,产生热量、二氧化碳和水。反应只发生在空气和蜡接触的地方。 |
金属纱布将热量从火焰中传导出去,这将蜡和空气冷却到它们将发生反应的温度以下,因此火焰停止燃烧。
这意味着燃烧停止了,火焰中的任何东西都只是通过纱布向上漂浮。透过纱布的两种可见的东西是未燃烧的蜡蒸汽,它凝结成看起来像白烟的微小白色液滴,以及部分燃烧的蜡。当蜡燃烧时,碳氢化合物中的氢首先反应,留下微小的碳颗粒。当它们穿过纱布时,就会形成一股非常黑的烟。在火焰中,它们被加热成黄色,这也是火焰发出如此多光的原因。
如果你把纱布放在靠近火焰底部的地方,仍然有很多未燃烧的蜡,但很少有烟灰有时间产生,所以烟雾看起来是白色的。
烤架冷却了火焰中的反应气体,停止了反应,所以你可以看到蜡烛内部是中空的。 | 在蜡烛的底部,很少的蜡发生反应,所以产生了很多白色的未燃烧的蜡烟。 |
靠近火焰的顶部没有完全未燃烧的蜡,但有很多部分燃烧的碳,所以烟雾看起来很黑。
如果纱布在火焰中很高,你停止了部分燃烧的蜡整理燃烧,产生了大量的黑烟。 | 用纱布防止灯点燃爆炸性气体的戴维灯。 |
这是如何拯救矿工的生命的?
在19世纪,煤矿里有一个巨大的问题,就是爆炸性气体,比如瓦斯(甲烷),会积聚起来,然后被矿工们用来照明的蜡烛点燃。汉弗莱·戴维爵士设法解决了这个问题,他把一盏油灯用金属纱布包裹起来,这样即使纱布里的空气变得易燃,火焰也不能穿过纱布,这样灯就可以安全使用了。它还有一个额外的好处,即火焰在不同的大气中燃烧的方式不同,这给了矿工们警告问题的机会。
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这很有趣……
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