能量轉換現象探討

明月山河

有一次我回到學校，在學院研究室里遇到了以前的老師和攻讀研究生的同學。老師看到我很高興：“來，我們看一個有趣的現象！”拿出實驗老裝置，一邊解說一邊演示。實驗很簡單，先拿一束廢紙點燃，然后吹滅明火，留下的紙束上還有火炭。然后拿一個兩端開口的圓筒豎直靠近火炭的上方，一會兒，火炭上的火越來越盛，最后就燒起來了。 我看了也很感興趣，一干人七嘴八舌的討論起來。大家一致認為，是圓筒靠近，使空氣流動加快，使火種加強。后來幾個同學建立一些方程要研究其中的機理，我給他們推導一些公式。由于我停留的時間很短暫，事情辦完了就走了，那些方程就扔給他們研究生鼓搗去。后來怎樣了，也不知道了。 今天忽然想起來這事，感覺這個現象還是蠻有意思，就重復了一下這個實驗，不過火種用蠟燭代替。如圖。為了看清氣流流動，圓筒是傾斜靠近的。圖1是火苗自由狀態，圖2是圓筒靠近火苗上方，火苗被火苗引起的氣流吹進圓筒，成傾斜狀；圖3～圖5是圓筒依次靠近，火苗引起的風力越來越大，而火苗越來越短，最后熄滅了。圖6是火苗在圓筒里穩定燃燒，說明圖5的火苗不是因為缺氧熄滅，而確實是被風吹滅的。這說明了“火苗自己引起的風把自己吹滅了”，這里面有什么物理機理呢？ / q# c1 y( c* F: y2 r' c; U我初步設想是因為圓筒的存在，產生了特定的幾何形狀，構成了一臺簡易的熱機，火苗自己的熱能轉換為空氣的動能，又因為圓筒較長（約40cm），有一定的慣性，結果就產生了前面的現象。各位大俠談談自己的看法，把其中的原理揭示出來。

leejeans

熱空氣上升，形成低壓區，周圍高壓區冷空氣進入補充，形成空氣對流。被風吹滅有可能，你的塑料桶下口，受熱收縮，導致進入的冷空氣流速加快，從火焰燃燒區帶走過多熱量，使溫度降低到氣態蠟的燃點以下，導致火焰熄滅。

muyemuye

很有藝術

leejeans

leejeans 發表于 2015-6-4 22:58
熱空氣上升，形成低壓區，周圍高壓區冷空氣進入補充，形成空氣對流。被風吹滅有可能，你的塑料桶下口，受熱 ...

我感覺負反饋也得有個滯后啊，傳遞函數決定。并且你的塑料管下口已經被加熱了，他自身的熱量也會支撐這個過程一段時間。
1 b& n' t( Z3 `  W

桂花暗香

燃燒的條件：可燃物，助燃劑，溫度。你這個是空氣流速過快，溫度降得厲害，達不到燃燒的溫度。

fmdd

未燼的炭火還在繼續著化學反應，繼續發熱，它會加熱周圍的空氣，包括自己反應的產物。

熱空氣密度低，冷空氣密度高，通常熱空氣上升，冷空氣下降。空氣流動的本質是存在壓力差，只要壓力差存在，空氣就會從高壓區流向低壓區。

化學反應產生二氧化碳，加熱過的二氧化碳上升，與周圍的冷空氣交換熱量后，溫度降低，密度增加，所以它又會降到炭火附近，降低了木炭附近氧氣的含量。

當管狀物放在木炭上之后，化學反應產生的二氧化碳會沿著內管上升，管狀結構組成了受限空間，它會導致管內的氣壓高于管外的氣壓，越接近熱源氣壓越高。

當反應產生的熱空氣冷卻后，密度增加要要下降時，因為管內氣壓高，降不下來，會逸散到周圍其它空間，難以再回到木炭附近。

所以木炭附近空氣的氧氣含量會增加，導致化學反應變得更激烈，產生更多的熱量，并加速排出二氧化碳這一過程。

0 ^8 u$ v! e+ W" B. p* h7 l

fmdd

通常來說，化學反應需要一定的溫度，當溫度降低到一定程度時，反應便終止(或者變得很緩慢)。
+ q% U' g, h$ G: B& w
# @# }7 ?9 G& D' Z8 b; g0 ^  |$ s燃燒是一種發熱發光的化學反應，它產生的熱量會讓反應物溫度上升，進一步加速反應。

2 B0 m0 P6 f" A$ }2 Z! M' g當氣流吹過火焰時，它會帶走熱量，導致反應區溫度降低，當其溫度低到一定程度，反應便終止。

luxiang821

有一款成熟產品：拔火筒。用過蜂窩煤的應該都熟悉
# P# x9 J5 {6 y& C可惜沒有找到小時候熟悉的樣式（錐形，帶個把手）搜索
0 M+ C0 s* W" _9 ~. R( ?6 @

復制

  Q0 l8 A, ]. H

上海狐飛

哈哈，不就是煙囪嘛
一滴水從萬米高空掉下來砸到人怎么辦

張聾子

上海狐飛 發表于 2015-6-5 08:53
+ B' r) C' ?' I* t4 e$ |哈哈，不就是煙囪嘛
6 i; R4 A; |2 S一滴水從萬米高空掉下來砸到人怎么辦

" [8 e* w! V4 K& }: I' \/ X1 |煙囪內有很強的沖向囪口的風力。
: m* j! B1 c( F2 Z8 M  h6 m: ^