火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

10 個回答
刁博
2019-02-14

火到底是固態、液態、還是氣態?這個問題在我上初中的時候思考過,而且當時我還設計了實驗去檢驗。

那時候在初中物理課上老師給講了固態、液態、氣態三種物態,學完後我思考過人是固態、液態、還是氣態?還思考過火應該算作哪種物態。火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

當時老師在課堂上額外說了還有物質存在的第四種狀態——等離子態,老師只是一句話帶過去的。在我意識到火好像不屬於固液氣三態中的任何一種後,我開始瞭解等離子態是什麼態。當時我能查到的參考文獻只是一本大塊頭的《現代漢語詞典》,從那裡我找到了等離子體的概念,雖然當時看的不是很明白,但知道了等離子體能夠導電。於是就有了我設計的兩個實驗。火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

我的第一個實驗是想檢驗一下火是不是氣態,實驗方案是用注射器在蠟燭的火焰上吸取火焰。當時我設想的,如果火是氣體,吸入注射器後注射器內應該充滿橘紅色的火焰。實驗中並沒有看到火焰充滿整個注射器,注射器在火焰上抽到盡頭後,內部還是和抽取空氣一樣,至多有那麼一丁點兒的黑煙。

第二個實驗是檢驗火能不能導電,就是想看看火是不是等離子體。實驗設計的也很粗陋,用乾電池、小燈泡、導線構成一個閉合的迴路,小燈泡發光。把導線斷開,斷開的兩根導線相互靠近,然後放在火焰上。當時想著,如果火能夠導電,小燈泡就會發光。結果小燈泡沒有發光。火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

當時我沒有更精密的實驗儀器,實驗也就到此結束。後來知道,用比較靈敏的電流計,可以檢測出微弱的電流,這就意味著火焰中存在可以自由移動的電荷。這可以作為火焰中存在等離子體的證據。但是像蠟燭的火焰、火柴燃燒的火焰並非全部由等離子構成。

艾伯史密斯
2019-01-28

答:火焰是物質劇烈的發光發熱反應,物質是處於激發態的氣體,或者是等離子體。


我們常見的物質,主要有固態、液態和氣態,同一種物質在相同氣壓下,溫度是決定物質為何種狀態的主要因素。

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

對於氣態的物質,如果溫度繼續升高,氣體分子的核外電子將獲得能量,此時核外電子將處於不穩定的激發態;如果溫度繼續升高的話,核外電子將徹底逃離原子的束縛成為自由電子。


大量分子的核外電子與原子核分離,組成的混合物就是等離子態,也可以叫做等離子體,比如高壓電弧、閃電、極光就是等離子體。

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

對於一般的火焰,根據燃燒物質的不同,溫度從500~2000℃不等;比如蠟燭燃燒的火焰,中心溫度大概400℃,外焰大概500℃,溫度從內到外先升高再降低。

如果我們用摩擦帶電的金屬導體靠近蠟燭火焰,會看到火焰有所偏離,這是因為火焰中有部分物質處於等離子體,而等離子體又是電的良導體。


火焰物質是處於激發態的氣體和等離子體的混合物,其中激發態物質佔了大部分,燃燒物在高溫下和氧氣發生劇烈的氧化反應,同時釋放大量能量來維持反應的進行,並使得部分氣體分子電離成為等離子體,被周圍空氣冷卻後又轉變為氣體或者固體顆粒。

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?


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科学重口味
2019-01-15

看到很多答案說,火就是等離子體,這是錯誤的。我們一根火柴,實際上,根本就不會產生等離子體,因為等離子體需要很高的溫度,才能讓讓構成物質的原子丟失電子,從而形成遊離的自由電子和原子核。

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?那火到底是個什麼東西呢?

我們先來看看燃燒的過程,我們可以把氧比作是單身狗拆遷大隊,碳和氫原來手牽手,很恩愛。

但是隨著溫度升高,氧開始躁動起來,它也想摻和進去,搞個三角戀。

當溫度達到一定高度,反應開始了,在高溫的激發下,碳氫化合物裡中的電子躁動起來,它們獲得了溫度(能量),開始從基態(低能級)躍遷到高能態,並開始與原來的碳和氫兩類原子核告別,一點舊情都不念,立刻就投入了氧的懷抱。火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

就這樣,氧氣奪走了碳和氫的電子,第三者插足成功了,由此來的碳氫分子物質被分家,產生了新的分子:二氧化碳和水分子。

一旦牽手成功,電子不再需要那麼大的能量,於是能量便開始釋放,又從高能態重新回到基態,能量的釋放就是光子了。

這就是燃燒過程的形象比喻:一個電子分手,另覓新歡的過程。

在低溫火光中,根本不可能出現電子游離的情況,而是立刻就發生了結合,所以不會產生等離子體。當然,溫度很高的火焰中,是可能產生這種等離子狀態的。火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?瞭解了這個過程,你就不會再問火是什麼物質了。它就是一個發光發熱的現象而已。就像天是藍色的,你突然發問:藍是什麼物質?我該怎麼回答你呢?

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章彦博
2019-01-16

火是等離子體。

前面有網友說火不是等離子體,並用「火焰溫度很低」來論證,這很明顯是拍腦袋想出來的結果。火是不是等離子體,做個實驗就能解決問題。

所謂等離子體,是正負帶電粒子相互分離的狀態。一般的物質,由於庫倫力的作用,正負帶電粒子通常都會結合成電中性的物質。而在高溫之下,由於熱運動的作用,正負粒子得以分離。

要檢驗是否是等離子體也很容易,只需要利用帶電粒子的性質。帶電粒子會受磁場影響,也會收到電場影響。

下面這張圖是火在強電場中的行為:

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

很明顯,火被電場拉扯變形了。

這時候還有一種可能,就是強電場本身將火電離。這時就需要使用磁場來做實驗,磁場的洛倫茲力並不會讓粒子電離:

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

上面這張圖就是火在強磁場下的行為。其形變也非常明顯,是很明顯帶電粒子受到了磁場的影響。


最後說一下火為什麼會發光。其實這是因為在燃燒反應的過程中,電子被激發為激發態,然後會自發的躍遷到低能級的基態,從而發出光亮。

小宇堂
2019-01-30

火併非是一種特定物質,而是物質轉化的一個過程,只是人類把這個過程的表象定義為“火”。

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

火不是某種特定的物質

你想想,火可以是一堆乾草燃燒,也可以是酒精燃燒,也可以是氫氣燃燒,也可以是磷單質或者鎂金屬單質在空氣中燃燒,不同的物質燃燒都會產生“火”,燃料有固體、有液體、有氣體,而燃燒產生的產物,釋放的能量,釋放的光的光譜(顏色)也都有差別。在產生火的過程中所涉及的物質是不同的,因此如何界定火是什麼物質呢?

“火”是一個現象,不是本質,它是一個過程,只是一個短暫持續的狀態,不是物質。

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

上圖:鎂燃燒(白光)

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

上圖:鉀燃燒(紅光)

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

上圖:硫燃燒(藍光)

但“火”這一現象有一些共同的特徵,這些特徵也是可以歸納為一個狀態的——

火的狀態

前面有大神說火是低溫等離子態,個人不贊同,因為低溫等離子態是在高電壓下形成,而某些火的溫度還是能達到上千度的,何況火還不具備高電壓的情況。

低溫等離子體的典型例子就是LED顯示屏和LED燈
火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

上圖:在室溫下通過高壓放電產生的低溫等離子體

但不管是什麼物質燃燒產生的火焰,他們都有一個共同的特徵,那就是一種自然維持的釋放可見光的連續劇烈氧化反應。

自然維持、釋放可見光、連續的、劇烈的、氧化反應,是這些基本特徵的關鍵字。

個人建議把具有這樣特徵的狀態稱為氧化等離子態會比較合適。

生物在體內進行呼吸代謝也是一個自然維持的連續氧化反應,但是生物的呼吸作用並不釋放可見光,也不是劇烈的氧化反應,這就與火的特徵區別開來。
火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

科幻船坞
2019-01-16

物質這個東西比較神奇,有好多的態,比如等離子態、固液氣態、簡併態(電子簡併、中子簡併)、玻色-愛因斯坦凝聚態以及其它態等等。火呢,這個物質也比較的神奇,有的火是確實是等離子態的,有的火溫度很低,燃燒著普通的紅色火焰,那就不是等離子態的,而是一種激發態的混合氣體而已,比方說露天搭建的火堆。

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

但是這兩種不容易區分,所以,可以把火看成是等離子態的,就是原子中電子吸收了能量,躍遷至高能級,跑了出來,結合氧氣生成其它物質,再從高能級回落至低能級釋放出光子,這樣就是我們看到的火光了。

像上面提到的其它態,玻色-愛因斯坦凝聚態、費米子凝聚態都是超低溫情況下的物質形態,在溫度只比絕對零度高那麼一丟丟的情況下獲得的新的物質形態。

簡併態,電子簡併態主要是在白矮星中,中子簡併態是在中子星中。

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的? (太陽可以看做是一個巨大的等離子球)

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星辰大海路上的种花家
2019-01-29

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

我們常見的狀態有固液氣等三態,但火既不是固態,也不是液態,更不是氣態而是處於三態以外的低溫等離子態或者是出於激發態的氣體。

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

一個重力加速度下的蠟燭燃燒火焰和失重狀態下的燃燒火焰!兩者的形態有非常大的差異,特別是顏色和形狀,主要是有上升氣流和富氧狀態以及失重與一氧化碳燃燒的差異!但兩者的本質都沒有區別,都是一種激發狀態的氣體或者低溫等離子體!

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

物質的形態是可以轉換的,而要求非常簡單,只需要不斷加熱即可,一般物質的形態就會從固態-液態-氣態-等離子態等幾個轉變過程!而溫度在其中起了非常關鍵的作用!在這個過程中氣體的原子核外層電子即處在激發狀態下,而這個狀態是不穩定的,如果在繼續輸入能量升高溫度的話,外層電子脫離原子核的束縛成為自由電子!此時的物質就處在等離子態下!比如電焊的電弧或者閃電通路中被電離的氣體,或者被太陽高能粒子激發而發光的極光這些是完全不用懷疑是等離子體!

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

但火焰並非徹底的等離子體,而是受激發氣體的核外電子和脫離原子核的自由電子即等離子體的混合物,稱之為低溫等離子體也許會更合適一些!因為它的等離子態並不徹底!

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

普通氣體電離到等離子態的過程,可以看到示意圖中的電子已經脫離成了自由電子,當然這並非是真正等離子狀態,而僅僅是輔助理解的示意圖而已,請各位不必較真!

镁客网
2019-01-22

首先得明白幾點:

一、我們常見的蠟燭的燃燒,酒精燈,使用打火機而看到的火焰並不是等離子體。

二、要像那種核聚變等上萬度的燃燒才是等離子體。

等離子體又叫做電漿,是一種尺度大於德拜長度的宏觀電中性電離氣體,而其運動主要受電磁力支配。

是由於部分電子被剝奪後的原子及原子團被電離後,遊離的電子與正離子組成的這個氣體狀物質。

因此常稱之為固、液、氣之外外,物質存在的第四態。

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

而我們日常見到的蠟燭柴火不是等離子體,因為帶電粒子和中性原子碰撞是如此頻繁,以至於他們的運動受普通流體動力學的力而不是受電磁力支配。

開頭的時候說過,等離子體其運動主要是受電磁力支配的。而這裡的火焰只涉及空氣動力學而非電磁力。

那為什麼有人說火焰是等離子體呢,其實只能說是弱等離子體。當蠟燭達到燃點且充分燃燒就會發生氧化還原反應。氧化還原反應就是電子的轉移,所以這是就有電離了。但並不意味著火焰就是等離子體了,由於這時電離度很低,所以只有少之又少的弱電離等離子體。

火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?

因此普通火焰燃燒時,主要成分還是被加熱的氣體分子。因為這些燃燒時的火焰比較接近氣體的特性,導電性差。

等離子體按照溫度可能大體分為三類:高溫等、熱等和低溫。因此不是溫度要達到超高才能是等離子體。

我们很疯狂
2019-02-01

火焰只是化學反應產生的現象,現象,現象。


火到底是什麼物質?是固態的還是液態的?
洛北
2019-01-29

物體一共分為六個形態。

固態,液態,氣態,離子態,玻色態,費米子擬聚態。

其中固體,液態,氣態大家都分的清楚。

等離子態常見但很多人不清楚是那些。

離子態常見有火焰,熒光,極光,閃電,電弧等。

後面兩個形態用於專業物理上一般不常見。

單純的來說火焰屬於離子形態。但是在實際生活中我們見到的火焰是一個由氣態-離子態-氣態的混合形態,沒有明顯的分界線。

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