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氧气的助燃作用:揭秘蜡烛燃烧的奥秘

时间:2023-10-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:好,大家瞧,氧气中的烛光和电池组两极迸发的火花有点相像,可见所起的作用一定非常剧烈!对这种新物质有了初步认识以后,我们即可较为深入地进行观察和研究,从而对蜡烛燃烧时生成的这部分产品,获得充分全面的理解。这种物质给予燃烧的巨大支持力,是极其惊人的。氧气对于燃烧的促进作用真是妙透了。其实,它不仅可以促进氢、碳和蜡烛的燃烧,对其他任何东西,也都具有同样的助燃作用。

氧气的助燃作用:揭秘蜡烛燃烧的奥秘

我们再把氧的这种助燃性能和空气的对比一下,但因为我做得比较粗率,不够精密,所以大家也只能走马看花,有个大略的概念而已。首先,请你们观察一下,这支蜡烛在空气中的燃烧情况。然后,我再拿这只装有氧气的玻璃瓶把它罩起来,看它的火光前后有什么不同。好,大家瞧,氧气中的烛光和电池组两极迸发的火花有点相像,可见所起的作用一定非常剧烈!不过,在整个作用过程中产生出来的东西,较之在空气里的燃烧产品并无任何增加;生成的水,所有各种现象,也完全一样。

对这种新物质有了初步认识以后,我们即可较为深入地进行观察和研究,从而对蜡烛燃烧时生成的这部分产品,获得充分全面的理解。这种物质给予燃烧的巨大支持力,是极其惊人的。比方这盏灯(图㊵),别看它结构简单,说起来还是现代各种灯塔、显微照明和潜水用灯的老祖宗哩。如果有人提议,要叫这盏元老灯大放光明的话,大家也许忍不住要说了:“既然烛火在氧气里烧得特别亮,难道油灯不能这样吗?”说得好,油灯也会如此的。为了证明这一点,我先有目的地把这盏元老灯的燃烧情况恶化一下,弄得它一灯如豆,非常暗淡,然后拿贮氧筒的管子凑到它跟前,往灯头上喷氧气。瞧,氧气一出来,元老灯烧得多起劲儿啊!可是,氧气一关掉,灯光立刻暗淡下来,又是那副惨凄凄的老模样。氧气对于燃烧的促进作用真是妙透了。其实,它不仅可以促进氢、碳和蜡烛的燃烧,对其他任何东西,也都具有同样的助燃作用。譬如拿铁来说吧,前面实验的时候大家已经看到过,铁在空气中的燃烧性能很不高明,只能烧着一点点,现在我们把它放到氧气里试一下,看它烧起来是什么样儿。

图㊵

这是一瓶氧气,这是一根铁丝,即使不用铁丝,换根像我胳臂这么粗的铁棒也成。我先在铁丝头上拴块小木片,再把木片点着,和铁丝一道放进氧气瓶里(图㊶)。于是,木片开始大烧特烧起来,这是点燃的木头碰到氧气以后必然发生的现象。可是请注意,木片的火苗儿马上会蔓延到铁丝身上去,瞧,这会儿铁丝也火光通明地烧起来了。只要氧气供应不中断,铁丝就能这样一个劲儿往下烧,直到全部化为灰烬为止。

图㊶

我们且把铁丝放在一边,另外取样东西来试试。可是附带有个声明,我们必须把要做的实验压缩一下,因为时间已经不够了。这回我取来的是一块硫黄,它在空气中的燃烧情况,大家都是很清楚的。现在我把它放到氧气里,一方面,好让大家看看,凡是可以在空气里着火的东西,不但能在氧气中燃烧,而且远比在空气里来得猛烈;另一方面,也许还能引导大家得出结论:空气本身的助燃性能,也统统是这种氧气所赋予的。瞧,硫黄这阵子在氧气里烧得很好,火势相当稳定,但只消望上一眼便能毫无差错地看出,这里发生的反应比在普通空气中剧烈多了。

我们再来观察另一种物质—磷的燃烧情况。不过,大家看了以后,回到家里可不能也照样来一遍。因为我在这儿实验,毕竟比你们在自己家里要周到些,况且磷这东西的燃烧性能非常强,它在空气中尚且烧得这么旺,你们说,在氧气里它的火势会有多大?现在我要实验给大家看的,也不是磷在完全燃烧时的景象,假如硬要那么做的话,摆在这里的一些设备全会被它炸飞的。即使按照设想好的来做,不让它完全燃烧,并且步步小心,还是有可能炸碎这只瓶子的。请看,这东西在空气中烧得劲头多足,等到一放进氧气瓶里,更是活跃欢跳,固体微粒满天飞,亮得简直叫人睁不开眼了。

氧的这种性能,它对其他物质出色的助燃性能我们就谈到这里,不再试验下去了。但我们还得抽点时间,观察一下它对氢的作用。大家知道,当我们从水里将氧和氢分解出来以后,再叫它们混合燃烧的时候,我们听到了一种轻微的爆炸声。大家也记得,我在一根管子口上把氧与氢的混合气体点着以后,火焰的亮度虽然很弱,但是热度却极高。现在我把这两种气体按照它们在水中的比例混合起来,再用火点着试试看。这只玻璃瓶里装有一份氧和两份氢,这种混合物跟我们刚才电解水时得到的气体,在性质上是完全一样的。不过,瓶内的气体一下子烧起来实在太多,所以我想先请它吹肥皂泡,然后把吹出来的泡泡点着,再观察氧到底怎样帮助氢进行燃烧。

首先,让我们试验一下,这种混合气体能不能吹肥皂泡。我用这只烟斗,一头接在玻璃瓶上,一头插进肥皂水里。瞧,气体跑出来了,肥皂泡也吹成啦!(图㊷)我把吹出来的泡泡放在手上。大家也许认为,这种做法未免有点奇怪。实际上,我这是想让大家看出,我们绝不能老是听响声办事,更应该相信具体的事实。我只能叫泡泡在我手掌上爆炸,不敢拿火到烟斗的烟嘴上去烧它,因为这么一来,瓶内气体就会引起爆炸,玻璃瓶也有粉身碎骨的危险。肥皂泡爆破以后,听声音,看现象,我们知道,氧在燃烧中极其迅速地与氢化合起来,并以它的全部威力,改变了氢的固有特性。(www.xing528.com)

图㊷

讲到这里,大家对于燃烧时生成水的全部过程,以及它跟氧和空气的关系,想来已经相当清楚了。为什么钾能使水分解呢?因为它要水里的氧跟它做伴儿。如果我取块钾放进水里,什么东西可以获得自由?氢获得了自由,并且还烧了起来;而放进去的这块钾呢,一方面分解了水—这水,也可以说,就是蜡烛燃烧时生成的水—另一方面,又把蜡烛燃烧时从空气里取来的氧抢跑了,于是,氢就得到了解放。即使取块钾放在冰上,结果也会完全相同。钾顿时吐出了熊熊烈火,冰块也像火山爆发似的炸裂开来。

今天我之所以要做这个实验,目的无非是想借此扩大我们的眼界,从而能够看出,环境对于事物的影响是多么巨大。

应该指出,上面这些情况都是非常特殊的。等我们下次见面的时候,我有责任向大家说明,只要我们遵循自然法则的指导,不但是蜡烛,就是管子里的煤气,火炉中的燃料,烧起来也不至于产生这种奇特而又危险的反应。

【注释】

[1]莱顿瓶:一种蓄电器。—译者注

[2]“O”是氧元素的符号。—译者注

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