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木头燃烧后只剩下很少的灰,其余的物质哪去了?

时间:2020-10-07 21:46 来源:菜叶 作者: 菜叶

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人类最伟大的成就是发现并学会了用火,从远古人用自然界的火种煮熟食物,驱赶野兽,到现代社会用火驱动汽车与飞机,甚至飞向星空的火箭仍然在用火!

1斤木头燃烧后只剩下不到1两的灰,还有9两多的物质哪去了?这并不符合我们所知的守恒定律啊,到底是如何回事呢?

木头燃烧后只剩下很少的灰,其余的物质哪去了?

以前的人们肯定也注意到了,常见的木材、杂草燃烧以后,只剩下了一堆的白灰,那么之前的物质都去哪了?本来关于这个问题人类很早就知道了其中的一部分真相,并给出了当时看来比较准确的解释,不管当时解释的是不是很完善,但这个问题并没有困扰人类多久。

之前在菜叶网上看过相关的资料,在一个密闭的孤立系统内,无论是发物种理变化、还是发生化学变化,其变化前后组成物质的总质量保持不变,这就是著名的物质守恒定律。

木头燃烧后只剩下很少的灰,其余的物质哪去了?

该定律能够推动了人类从更加微观的角度去认识事物变化的过程,印证了任何事物和物质,既不会平白无故地产生,也不会无缘无故地消失,只能从一种状态转化为另外一种状态,或者从一种物质转化为另外一种物质。

木材燃烧的过程是一种典型的化学变化,在进行化学反应的分析时,我们一般都会通过列出化学反应式的方式,来判断旧物质的消耗以及新物质生成之间的对应关系,因此必须要找到参与化学反应的各种物质,然后通过对参与物质化学性质的分析,一般就会比较容易地判断新生成的物质。

木头燃烧后只剩下很少的灰,其余的物质哪去了?

从木材的组成来看,其重要由碳、氢、氧、氮四种元素组成,占据了木材总质量的99.5%以上,另外还含有微量的矿物质元素,比如钙、钠、硅、镁、钾等。而碳、氢、氧、氮四种基本元素所形成木材组分,除了水分以外,其余的基本都是各种有机物质,比如纤维素、半纤维素、木质素,这三种有机物是木材的重要有机成分,其余的还包括树脂、物种碱、果胶、蛋白质、淀粉、精油等等,无机盐只占据了很少的部分。

当木材在燃烧时,以碳、氢、氧、氮四种基本元素构成的有机物质,其燃烧产物重要是二氧化碳、一氧化碳、水、二氧化氮等气体物质,之所以木材在燃烧之后,我们看到的只剩下一点灰烬,质量比原本要轻很多,真相就在于生成的这些物质都以气态的方式飘散到了空气中,而留下的灰烬,则是那些不能燃烧的碳酸盐、钾盐、钠盐、硅酸盐等微量的无机盐类。

木头燃烧后只剩下很少的灰,其余的物质哪去了?

按照物质守恒定律,木材燃烧前后,生成的产物与原有参与反应的物质总质量基本一致,之所以用了“基本”二字,是因为从精密的科学角度来看,还是有一定的差异的。这个质量的差异,重要体现在反应剩余物的总质量,要比反应前的所有参与物的总质量要少那么一点点。

当然如果继续深追的话还需要考虑到爱因斯坦的质能方程,星空中最本质的就是物质和能量,而爱因斯坦认为某种意义上来讲物质和能量是等价的。燃烧反应中必然会释放热量,本来这也就意味着质量的减少,当然一般我们都认为可以是忽视不计的,对于燃烧反应遵循质量守恒就是正确的,如果更严谨一些可以说成是质能守恒。

木头燃烧后只剩下很少的灰,其余的物质哪去了?

所以,木头燃烧后物质并没有消失,它只是变成了我们看不到的二氧化碳和水蒸气跑到空气中去了。

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