
想象一下坐在篝火前。烟熏气味在空中沸腾时飘过空气,在露天火焰上沸腾。当您凝视着闪烁的橙色舌头时,您可能会想知道:为什么木材木头上火着,但金属锅却没有呢?
某些事情着火和其他事情的原因并不归因于他们的化学债券以及改变或打破这些债券所需的能量。
但是首先,这是火上的入门本身。火需要几件事才能存在:氧气,热量和燃料。
氧气是一种空中的气体。可以用摩擦产生热量,例如在射击比赛时,也可以以其他方式(例如雷击罢工)创建热量。燃料是燃烧的东西:一般来说,这可以是由有机材料组成的任何东西,俄勒冈大学的化学家卡尔·布罗泽克(Carl Brozek)告诉《现场科学》。在这种情况下,“有机”是指主要由碳氢键制成的分子,有时包括氧或其他分子原子,例如磷或氮。
有关的:是什么使某物防火?
具体来说,燃烧是化学反应从具有相对较弱的化学键的不稳定系统中释放能量。一切都希望变得更稳定,尤其是包含的有机分子碳Brozek说,,氧气,氢和其他一些元素。像木材和纸一样容易着火的材料是由纤维素制成的,纤维素是由碳,氢和氧气之间的键组成的分子。
布罗泽克说,当东西燃烧时,它最终“释放了很多能量,因为现在您将系统移至较低的能源状态。” “那能量必须去某个地方。”
当木材制成的物体会燃烧起火时,构成木材的纤维素会转化为二氧化碳和水蒸气 - 两个都具有牢固的键稳定分子。这种化学反应释放的能量激发了气体原子中的电子,而气体原子又发出可见光。布罗泽克说,在我们看来,那光在我们看来是火焰。
Brozek说,回到燃烧的原木与汤的汤中:木头和金属锅之间的差异与材料在向其施加火灾时能够分散所涉及的能量的差异,这取决于其化学键的牢固程度。金属中的牢固的化学键不能容易折断。同时,一块木头缺乏那些牢固的纽带,因此它没有能力吸收火焰中的能量。木材没有吸收能量,而是通过着火释放能量。但是锅中的金属“具有吸收能量并消散能量的巨大能力”,这就是为什么锅会感觉到触摸热的原因。
更好地吸收热量也可以阻止木材纵火。布罗泽克说,如果将火焰施加到装满水的纸杯上,杯子就不会燃烧。因为杯中的水可以吸收热量,所以纸不会着火。 (尽管我们不建议您自己尝试一下。)
但是,有些金属确实燃烧。这种“可燃金属”(包括钾和钛)用于制造烟花。 Brozek说,烟花中的金属是粉末形式,它为其提供了更多的表面积,以使热量和氧气反应更快。当这些金属暴露于足够的热量与氧气反应时,释放的能量量会导致它们以不同的颜色燃烧。
最初发表在现场科学上。