能量转换现象探讨

明月山河 · 发表于 2015-6-4 22:47:19

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。

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。

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？

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。

752879290 · 发表于 2015-8-26 18:18:52

看着高深啊

liu565224715 · 发表于 2015-8-6 01:51:05

烟囱效应吧

cmx · 发表于 2015-8-2 17:53:30

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。

gziwen · 发表于 2015-7-29 16:21:21

本帖最后由 gziwen 于 2015-7-29 16:22 编辑

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。

漠舞 · 发表于 2015-7-29 16:16:12

很有意思的探讨，很有意思的实验

dashajiang · 发表于 2015-6-9 14:20:44

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！

去缸活塞泵 · 发表于 2015-6-8 21:47:33

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

m_e · 发表于 2015-6-8 10:53:31

本帖最后由 m_e 于 2015-6-8 10:58 编辑

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
楼主怎么觉得？

m_e · 发表于 2015-6-7 10:08:45

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

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