火有没有重量?

如题所述

火当然是有重量的,因为 火是具有可燃性的物质在达到一定的温度时所产生的一种剧烈的氧化反应

从本质上来说,火实际上就是可燃物的分子结构在温度的作用下发生了转变而形成的一种气态或等离子态的物质,但 根据质量守恒定律,物质不论发生何种变化,其总质量始终是保持不变的, 这也就意味着燃烧物即使转化成了火焰,其质量是不会凭空消失的。

换言之,火也是有质量的,有质量当然也就有重量了。

那么火的重量是多少呢?

按照物理学的定义, 重量是物体在地球表面附近所受重力的大小,单位为“牛顿 (N) ”。 与质量的换算公式为: W=mg (重量=质量×重力加速度)。

通过这个公式我们可以计算出,一个质量为1kg的物体,在地球上的重量就是9.8牛顿(1×9.8=9.8N),在月球上的重量为1.622牛顿(1×1.622=1.622N)。

同样的道理,我们只要知道了火的质量,就可以根据这个公式计算出火的重量了。

只不过火的质量是很难测量的,因为它是燃烧物和氧化剂相混合后产生的化学反应,不仅包含了燃烧物的质量,还包含了氧化剂的质量,并且它还具有链式反应,通俗来说就是在快速且无间断的产生化学反应,几乎每一个瞬间的质量都是不同的。

这也就意味着, 火虽然有重量,却很难测量出它的重量。

至于火既有质量又有重量,为什么还会往上升而不往下掉,这个问题想一想氢气球为什么往上飞,泡沫为什么会浮在水面上,自然也就明白了,因为空气比火更重嘛。

火是物质(混合物),当然有重量了。比如氧气与炭燃烧,生成二氧化碳,另外火中还有没有燃烧的炭与氧气等。

火是燃烧引发的现象,属于化学变化。化学变化中物质元素不变,当然还有质量。火会向上飘,原因是火焰的热量使周围的空气形成环流,在上升气流的作用下火焰向上飘。

一般说的火焰就是可燃物的剧烈氧化反应,伴随着发光发热的现象。火焰发生于物质的表面,条件是氧气充足、达到燃点,氧气的氧化作用十分强烈,可以抢夺可燃物中的电子,和组成可燃物的物质元素结合形成二氧化碳等物质形态,燃点是物质燃烧的必要条件,在燃点之下,物质表面的物质活动更加活跃,物质粒子在热运动下逸散在物体周围,被氧气所包裹,在热量的催动下和氧气迅速反应,伴随着大量热量的散出。

如果仔细观察木柴的燃烧,会发现火焰总是在物质的表面,而内部的燃烧是由于高温加上气流的冲击,可燃物变得更加输送,氧气可以进入内部,但其实内部发生的是不完全的反应,初步形成的一氧化碳等物质还是要逸散出来之后在足够的氧气环境中才继续燃烧。如果是局限空间内的剧烈燃烧,还会导致更加强烈的能量释放现象,也就是爆炸,能量迅速的释放可以冲墙倒壁、将人撕成碎片,火药就是可燃物和强氧化物的混合物,强氧化物和可燃物在高温或者冲击中会发生比燃烧更剧烈的化学变化。

所以人造炭的原理就是在相对密闭的环境中,将木柴等加热蒸馏出内部的一些杂质,木柴就变成多孔的形态,这更利于燃烧时氧气的进入,因此更容易点燃和具备更好的燃烧效果。基于火焰形成的原理,火焰其实是可燃物微粒、高温下的等离子体、氧气、燃烧产物等的复杂混合物。而燃烧过程中,由于热量等影响,物质元素原子的电子也发生跃迁,在跃迁会原有状态的时候就会辐射出光波,导致火焰可以发光。这么复杂的构成,说明火焰当然是有重量的,只不过在地球上,尤其是在对流层中,大气运动也影响火焰的形状,导致火焰似乎一直想脱离可燃物向天上飘。

科学家曾设计燃烧实验,有宇航员在空间站中实施。由于飞船绕地球运行,地球的引力相当于充当了向心力,因此在空间站中的物体就相当于只受到非常微弱的重力作用,那一丁点引力作用还是十分稀薄的大气对空间站的减速导致的,向心力无法完全抵消引力。在空间站中的燃烧反应和地球上不完全相同,火焰不是向上飘的形态,而是类似一个半球覆盖在燃烧界面上,而且火焰的颜色是蓝色,这说明燃烧的温度更低,地球上燃烧尤其是充足氧气环境下的剧烈燃烧,火焰黄发白的颜色,温度也能达到1100℃左右。

对比一下太空和地面上的环境特征,就能知道火焰为什么向上飘。由于空间中是微重力,空气靠自由的热运动扩散在整个空间中,受热后的运动也是无规律的随意运动,因此燃烧只能依靠随机扩散来的氧气,这会使燃烧不彻底,因此火焰的温度不是很高显蓝色,同时由于微重力环境,气体受热后也是随意的运动,因此火焰缺乏承托整个趴在燃烧界面上。而地球上由于重力的作用,热胀冷缩、密度大的分布在近地表,密度低的就上升,到高空之后由于温度降低又沉降下来,由此可以形成大气环流。

燃烧时火焰周围的温度是比较高的,尤其是上部的气体受热膨胀向上活动气压降低,而周围密度大的气体就会补充过来,这样围绕着火焰形成一个小的气体环流,火焰始终受上升气流的影响,因此向上飘。古代人就认识到了这种奇妙的现象,发明了走马灯,走马灯用较轻的材料制成,上边的盖子切割出一些类似于现代风扇的构造,在其中放一个蜡烛,走马灯就会自己转起来,就是利用了上升气流的影响。

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