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科学家解释物质燃烧的本质是什么

  我们日常生活中见到的燃烧现象,本质上是两种或者多种物质之间发生的氧化还原反应,从而导致的剧烈发光发热现象,期间伴随着化学键的断裂和重组。

  燃素说

  在远古时期,人类祖先发明钻木取火,开始了征服大自然的进化路程,物质燃烧会产生明火,最初人类对燃烧现象的理解与事实相差甚远。

  “燃素说”就是数百年前,化学家认为火是由无数细小且活泼的微粒构成,这种微粒能与其他物质形成化合物,也能以游离形式存在,大量游离的火微粒聚集在一起就形成了火焰,比如英国化学家波义耳,在1673年煅烧金属后发现金属变重,就是对燃素说的证明。

  燃素说在化学史上流行了很长一段时间,但是存在很多漏洞,直到1756年,俄国化学家罗蒙诺索夫用实验否定了燃素说;后来法国著名化学家拉瓦锡,用锡铅煅烧实验发现,铅在真空密封容器中加热质量不变,但是加热后立刻打开容器,铅的质量会迅速增加。

  于是拉瓦锡提出了一种全新的解释,认为物质的燃烧是可燃物与助燃物结合的结果,他把空气中的助燃物称作氧气,同时测定了氧气在空气中的占比,然后把空气中剩余的气体称作氮气,并于1777年9月5日向法国科学院提交了划时代的著作《燃烧概论》。

  化学燃烧

  如今,对于燃烧的本质,科学家有了更深刻的解释,燃烧中的助燃物也不只是氧气,比如镁条可以在二氧化碳中燃烧,铜可以在氯气中燃烧。

  物质由原子或者分子组成,原子之间由化学键连接,化学键是存在能量的,不同化学键储存的能量不尽相同,当两种或者多种物质出现化学键断裂和重组时,就有可能对外吸收能量,也可能放出能量,当发生剧烈的能量释放时,就会伴随着发光发热反应,也就是我们所说的燃烧,这就是化学中燃烧的本质。

  广义燃烧

  更广义的燃烧,是指剧烈的发光发热反应,这里不只是化学燃烧,比如太阳的发光发热就不是化学反应,而是氢元素聚变为氦元素的反应,属于核反应,但是我们也可以说是氢元素燃烧成了氦元素。

  和化学燃烧不同的是,化学燃烧在化学层面遵循质量守恒原理,但是核反应当中的发光发热,就不再遵循质量守恒了,而是遵循质能守恒。

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