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  • 1 # 誰暖冬季影紫花開

    這是因為在氧氣中燃燒時產生氣體,比如二氧化碳,推動熔融的鐵產生火星四射的現象。

    我們實驗用的鐵絲不是純鐵,鐵絲中含有一定數量的碳(其實還包括微量的硫、磷),碳與氧氣或熔融狀態的鐵的氧化物反應生成二氧化碳氣體,二氧化碳氣體使體積迅速臌脹,推動周圍的呈熔融狀態的鐵及其氧化物向四周飛濺,於是我們便看到火星四射的實驗現象。

    其他金屬比如鎂、鋁就不會產生火星四射的現象。這是因為鎂、鋁的冶煉方法決定了鎂、鋁通常都比較純,特別是鎂、鋁中不含碳(最多含有痕量的碳)。正是由於這個原因,實驗中鎂、鋁的燃燒現象有別於鐵的燃燒,雖然放出大量的熱,溫度更高,發出耀眼白光,並有少量物質氣化(僅在表面)而導致產生少量白煙,但是由於沒氣體產生,所以體積不會急驟變化因而也就沒有火星四射的現象。

    假設鐵中含有0.5﹪的碳,則反應後將生成超過6﹪(分子個數比例,以產物為CO2與Fe3O4粗略計算)的二氧化碳分子,大量二氧化碳分子的氣化足以推動周圍的熔化物向四周飛濺。正是由於熔化物不斷向四周飛濺,使反應生成的氧化物脫離鐵絲表面,使裡面較純的鐵能與氧氣進一步反應。因而使含有一定量碳的鐵在氧氣中燃燒比純鐵容易,並持久,比鋁更容易點燃。

    從上面可以看出,凡是在固體或液體內部能產生氣體,其壓強能推開其包圍物,就可以形成爆裂物,如果溫度足夠高,我們就可以看到火星四射。鐵絲燃燒火星四射的原因是鐵中含有一定數量的碳,碳的存在同時導致鐵容易燃燒。所以為了使鐵絲在氧氣中燃燒現象明顯,建議採用含炭量較高的鐵製品,如圓珠筆中的彈簧等。

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