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标题: 能量转换现象探讨 [打印本页]
作者: 明月山河 时间: 2015-6-4 22:47
标题: 能量转换现象探讨
有一次我回到学校，在学院研究室里遇到了以前的老师和攻读研究生的同学。老师看到我很高兴：“来，我们看一个有趣的现象！”拿出实验老装置，一边解说一边演示。实验很简单，先拿一束废纸点燃，然后吹灭明火，留下的纸束上还有火炭。然后拿一个两端开口的圆筒竖直靠近火炭的上方，一会儿，火炭上的火越来越盛，最后就烧起来了。
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我看了也很感兴趣，一干人七嘴八舌的讨论起来。大家一致认为，是圆筒靠近，使空气流动加快，使火种加强。后来几个同学建立一些方程要研究其中的机理，我给他们推导一些公式。由于我停留的时间很短暂，事情办完了就走了，那些方程就扔给他们研究生鼓捣去。后来怎样了，也不知道了。2 e2 Y* n0 O2 t% a( @% \
1 W. V6 D" W& t* u! k! p" X今天忽然想起来这事，感觉这个现象还是蛮有意思，就重复了一下这个实验，不过火种用蜡烛代替。如图。为了看清气流流动，圆筒是倾斜靠近的。图1是火苗自由状态，图2是圆筒靠近火苗上方，火苗被火苗引起的气流吹进圆筒，成倾斜状；图3～图5是圆筒依次靠近，火苗引起的风力越来越大，而火苗越来越短，最后熄灭了。图6是火苗在圆筒里稳定燃烧，说明图5的火苗不是因为缺氧熄灭，而确实是被风吹灭的。这说明了“火苗自己引起的风把自己吹灭了”，这里面有什么物理机理呢？, q% z/ q# E/ Q+ J
) b7 j9 z" f( P9 @; I' _我初步设想是因为圆筒的存在，产生了特定的几何形状，构成了一台简易的热机，火苗自己的热能转换为空气的动能，又因为圆筒较长（约40cm），有一定的惯性，结果就产生了前面的现象。各位大侠谈谈自己的看法，把其中的原理揭示出来。 [attach]355579[/attach] |
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作者: leejeans 时间: 2015-6-4 22:58
热空气上升，形成低压区，周围高压区冷空气进入补充，形成空气对流。被风吹灭有可能，你的塑料桶下口，受热收缩，导致进入的冷空气流速加快，从火焰燃烧区带走过多热量，使温度降低到气态蜡的燃点以下，导致火焰熄灭。
作者: muyemuye 时间: 2015-6-4 23:02
很有艺术
作者: leejeans 时间: 2015-6-4 23:10
leejeans 发表于 2015-6-4 22:58 
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热空气上升，形成低压区，周围高压区冷空气进入补充，形成空气对流。被风吹灭有可能，你的塑料桶下口，受热 ...
/ k9 p( s# U5 d* b我感觉负反馈也得有个滞后啊，传递函数决定。并且你的塑料管下口已经被加热了，他自身的热量也会支撑这个过程一段时间。9 B! }5 I3 _3 z0 H0 ]# O3 e
作者: 桂花暗香 时间: 2015-6-4 23:26
燃烧的条件：可燃物，助燃剂，温度。你这个是空气流速过快，温度降得厉害，达不到燃烧的温度。
作者: fmdd 时间: 2015-6-5 00:16
未烬的炭火还在继续着化学反应，继续发热，它会加热周围的空气，包括自己反应的产物。
热空气密度低，冷空气密度高，通常热空气上升，冷空气下降。空气流动的本质是存在压力差，只要压力差存在，空气就会从高压区流向低压区。
化学反应产生二氧化碳，加热过的二氧化碳上升，与周围的冷空气交换热量后，温度降低，密度增加，所以它又会降到炭火附近，降低了木炭附近氧气的含量。
当管状物放在木炭上之后，化学反应产生的二氧化碳会沿着内管上升，管状结构组成了受限空间，它会导致管内的气压高于管外的气压，越接近热源气压越高。
当反应产生的热空气冷却后，密度增加要要下降时，因为管内气压高，降不下来，会逸散到周围其它空间，难以再回到木炭附近。
所以木炭附近空气的氧气含量会增加，导致化学反应变得更激烈，产生更多的热量，并加速排出二氧化碳这一过程。
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作者: fmdd 时间: 2015-6-5 00:21
通常来说，化学反应需要一定的温度，当温度降低到一定程度时，反应便终止(或者变得很缓慢)。
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燃烧是一种发热发光的化学反应，它产生的热量会让反应物温度上升，进一步加速反应。
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( |+ \) h# k6 O当气流吹过火焰时，它会带走热量，导致反应区温度降低，当其温度低到一定程度，反应便终止。
作者: luxiang821 时间: 2015-6-5 08:28
有一款成熟产品：拔火筒。用过蜂窝煤的应该都熟悉
$ w$ R6 P6 I* i: ^可惜没有找到小时候熟悉的样式（锥形，带个把手）搜索4 Z& W4 G5 M& Y; Z: {: F3 m# f
复制
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作者: 上海狐飞 时间: 2015-6-5 08:53
哈哈，不就是烟囱嘛" D, @% `6 K' G0 s+ Y: _
一滴水从万米高空掉下来砸到人怎么办
作者: 张聋子 时间: 2015-6-5 20:41
上海狐飞 发表于 2015-6-5 08:53
* t7 z# B3 ^# f3 q- n9 N哈哈，不就是烟囱嘛
S V+ K7 s% I& ]+ \3 ^一滴水从万米高空掉下来砸到人怎么办
烟囱内有很强的冲向囱口的风力。
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作者: lrobert 时间: 2015-6-6 09:40
有意思
作者: 逍遥处士 时间: 2015-6-6 14:42
本帖最后由 逍遥处士 于 2015-6-6 14:44 编辑
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物极必反。& u% [& e: i) V. N. m
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放个拔火筒，燃烧就加快，加快到极点就面临熄灭。
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引申一下，人类社会是不是也一样呢？发展的太快就面临毁灭。9 {' `; Q; G X0 Z+ G& F. L
作者: m_e 时间: 2015-6-7 10:08
石蜡燃烧是气化形成的气态燃质，是不是风吹散了？能用废纸做对比吗
作者: m_e 时间: 2015-6-8 10:53
本帖最后由 m_e 于 2015-6-8 10:58 编辑
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& ]6 z' ^3 k( W# S: V5 Z% K% X v; w热空气比冷空气密度小，热空气上升的空隙处会由低处的冷空气补充，当增加气筒的时候，热空气有固定的通道，消弱了向其他方向扩散而产生的对对冷空气的阻碍力，因而加速了对流，提供了更多氧气，带走的热量又由燃烧从化学能中补充。中间应该有一个或几个临界点。带走的热量=由燃烧从化学能中补充
6 ?, ^6 ^/ n) o楼主怎么觉得？
作者: 去缸活塞泵 时间: 2015-6-8 21:47
从小没玩过火吧，一根火柴点一堆木柴，需要的是技巧，不吹着不了，吹的狠了就灭了，如果有拔火筒是最好的。另外，蜡烛如果没有芯是不会燃烧的
作者: dashajiang 时间: 2015-6-9 14:20
我记得小时候学的自然课本上就有，说的是热气流上升带动气流循环，要是研究细了估计是流体力学的事了！
作者: 漠舞 时间: 2015-7-29 16:16
很有意思的探讨，很有意思的实验
作者: gziwen 时间: 2015-7-29 16:21
本帖最后由 gziwen 于 2015-7-29 16:22 编辑
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气流会变弱，构成负反馈。负反馈是有时间的，时间约等于热气流通过圆筒的时间。在这个时间里 ，蜡烛就因为温度低而熄灭了。
作者: cmx 时间: 2015-8-2 17:53
标题有点玄乎，能不能简单的理解是管下面的温度提供了空气对流的条件，高温气流引燃了管中的炭。炭的燃烧又增加了空气的流量迫使蜡火熄灭。
作者: liu565224715 时间: 2015-8-6 01:51
烟囱效应吧
作者: 752879290 时间: 2015-8-26 18:18
看着高深啊
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