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      飛舞的火焰

      2010-12-29 00:00:00NiNi編譯
      中國科技教育 2010年6期


        注意:此項活動中會涉及到點燃火柴。年紀較小的學(xué)生需要成人的指導(dǎo)進行活動。
        所需材料
        ●蠟燭(蠟燭的燭芯要長一些,并且完好);
        ●火柴或者打火機。
        活動步驟
        1 找一個沒有風(fēng)的地方進行實驗。要確保實驗范圍附近沒有易燃物(例如紙、布料或者易燃液體等)。
        2 點燃蠟燭。
        3 讓蠟燭燃燒大約15秒。
        4 點著另一根火柴待用。
        5 吹熄蠟燭的火焰,觀察蠟燭熄滅后產(chǎn)生的煙霧飛向什么地方。
        6 立刻將點著的火柴靠近煙霧,并讓火焰接觸到煙霧,距離燭芯大概1~2厘米遠。
        7 看你的蠟燭發(fā)生了什么現(xiàn)象?
        
        活動概述
        
        制作蠟燭的材料,在室溫時為固體,而當溫度升高時,這種物質(zhì)就會融化并產(chǎn)生一種可燃氣體。要想知道會發(fā)生這種變化的精確溫度,就要看蠟燭是由何種物質(zhì)制成的,大多數(shù)蠟燭使用的是一種名為“石蠟” (當這種物質(zhì)被用作液體燃料時,也被稱為煤油)的碳氫化合物。這種碳氫化合物是由氫和碳原子結(jié)合而成的分子組成的。
        點燃蠟燭后所產(chǎn)生的熱量首先會使蠟燭融化,然后蠟就會汽化,轉(zhuǎn)變成碳氫化合物氣體。利用熱能所產(chǎn)生的能量,這種氣體會與周圍的空氣相混合,并與氧氣重新結(jié)合,產(chǎn)生新的分子。由于這些分子結(jié)合在一起所需的能量比碳氫化合物燃料要少的多,因而釋放出的多余能量就會轉(zhuǎn)化成熱量,繼續(xù)能量循環(huán)。
        靠近燭芯的部分溫度最高,大約為1400度,這種熱度足以使氫原子從燃料組分中剝離出來,并與氧原子結(jié)合產(chǎn)生水分子。在這種化學(xué)反應(yīng)過程中,會釋放出暗淡的藍色火焰。
        接下來,溫度會開始下降。這時,碳氫化合物中的碳就會與氧氣相結(jié)合,組成二氧化碳和一些一氧化碳。最后一些沒有燃燒的碳溫度還是很高,并且放出黃光,蠟燭火焰的顏色主要就是由此產(chǎn)生的。
        向蠟燭吹氣的時候就把這些熱化學(xué)反應(yīng)吹離了蠟燭,將熱源與碳氫化合物氣體分離開來。因而就沒有足夠的熱量用于蠟燭燃料與氧氣進行化學(xué)反應(yīng),并使火焰持續(xù)燃燒,但是在短時間內(nèi),燭芯仍有足夠的熱量持續(xù)產(chǎn)生少量碳氫化合物氣體。在你吹熄蠟燭后,這些氣體會停留在空氣中1~2秒,因而很容易被再次點燃。
        
        活動應(yīng)用
        
        很多溶劑都是使用揮發(fā)性的或易燃性的化學(xué)物質(zhì)制成的。這就意味著當它們蒸發(fā)時,很容易變成此項活動中同樣的可燃蒸氣。
        這種溶劑經(jīng)常與舊抹布一起用于清理物體上的油漬或黏性黏合劑。但是,用完這些舊抹布后,人們通常就隨隨便便地把它們堆成一堆或是扔進一個舊垃圾桶。如果沒有良好的通風(fēng)設(shè)備。這些化學(xué)物質(zhì)揮發(fā)后產(chǎn)生的蒸氣就無法散開,從而在抹布周圍形成了一片氣團。如果某一天很熱或是碰巧有一個火花,就足以把這些氣體點燃。
        因此,請記住要把這些用過的清潔抹布儲存在一個涼爽、通風(fēng)的地方,這些易燃氣體才能干燥,而不會產(chǎn)生火災(zāi)隱

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