木頭燃燒後只剩下很少的灰,其餘的物質哪去了?

2020-10-07 菜菜葉

人類最偉大的成就是發現並學會了用火,從遠古人用自然界的火種煮熟食物,驅趕野獸,到現代社會用火驅動汽車與飛機,甚至飛向宇宙的火箭仍然在用火!

1斤木頭燃燒後只剩下不到1兩的灰,還有9兩多的物質哪去了?這並不符合我們所知的守恆定律啊,到底是怎麼回事呢?

以前的人們肯定也注意到了,常見的木材、雜草燃燒以後,只剩下了一堆的白灰,那麼之前的物質都去哪了?其實關於這個問題人類很早就知道了其中的一部分原因,並給出了當時看來比較準確的解釋,不管當時解釋的是不是很完善,但這個問題並沒有困擾人類多長時間。

之前在菜葉網上看過相關的資料,在一個密閉的孤立系統內,無論是發生物理變化、還是發生化學變化,其變化前後組成物質的總質量保持不變,這就是著名的物質守恆定律

該定律能夠推動了人類從更加微觀的角度去認識事物變化的過程,印證了任何事物和物質,既不會平白無故地產生,也不會無緣無故地消失,只能從一種狀態轉化為另外一種狀態,或者從一種物質轉化為另外一種物質。

木材燃燒的過程是一種典型的化學變化,在進行化學反應的分析時,我們一般都會通過列出化學反應式的方式,來判斷舊物質的消耗以及新物質生成之間的對應關係,因此必須要找到參與化學反應的各種物質,然後通過對參與物質化學性質的分析,一般就會比較容易地判斷新生成的物質。

從木材的組成來看,其主要由碳、氫、氧、氮四種元素組成,佔據了木材總質量的99.5%以上,另外還含有微量的礦物質元素,比如鈣、鈉、矽、鎂、鉀等。而碳、氫、氧、氮四種基本元素所形成木材組分,除了水分以外,其餘的基本都是各種有機物質,比如纖維素、半纖維素、木質素,這三種有機物是木材的主要有機成分,其餘的還包括樹脂、生物鹼、果膠、蛋白質、澱粉、精油等等,無機鹽只佔據了很少的部分。

當木材在燃燒時,以碳、氫、氧、氮四種基本元素構成的有機物質,其燃燒產物主要是二氧化碳、一氧化碳、水、二氧化氮等氣體物質,之所以木材在燃燒之後,我們看到的只剩下一點灰燼,質量比原來要輕很多,原因就在於生成的這些物質都以氣態的方式飄散到了空氣中,而留下的灰燼,則是那些不能燃燒的碳酸鹽、鉀鹽、鈉鹽、矽酸鹽等微量的無機鹽類。

按照物質守恆定律,木材燃燒前後,生成的產物與原有參與反應的物質總質量基本一致,之所以用了「基本」二字,是因為從精密的科學角度來看,還是有一定的差異的。這個質量的差異,主要體現在反應剩餘物的總質量,要比反應前的所有參與物的總質量要少那麼一點點。

當然如果繼續深追的話還需要考慮到愛因斯坦的質能方程,宇宙中最本質的就是物質和能量,而愛因斯坦認為某種意義上來講物質和能量是等價的。燃燒反應中必然會釋放熱量,其實這也就意味著質量的減少,當然一般我們都認為可以是忽略不計的,對於燃燒反應遵循質量守恆就是正確的,如果更嚴謹一些可以說成是質能守恆。

所以,木頭燃燒後物質並沒有消失,它只是變成了我們看不到的二氧化碳和水蒸氣跑到空氣中去了。

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  • 一斤木頭燃燒後,只剩下不到一兩的灰,還有9兩的物質哪去了
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  • 1斤木頭燃燒後只剩下不到1兩的灰,還有9兩多的物質去哪了?
    該定律能夠推動了人類從更加微觀的角度去認識事物變化的過程,印證了任何事物和物質,既不會平白無故地產生,也不會無緣無故地消失,只能從一種狀態轉化為另外一種狀態,或者從一種物質轉化為另外一種物質。而碳、氫、氧、氮四種基本元素所形成木材組分,除了水分以外,其餘的基本都是各種有機物質,比如纖維素、半纖維素、木質素,這三種有機物是木材的主要有機成分,其餘的還包括樹脂、生物鹼、果膠、蛋白質、澱粉、精油等等,無機鹽只佔據了很少的部分。
  • 1斤木頭燃燒後只剩不到1兩的木灰,那另外9兩多的物質去哪了?
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  • 1斤木頭燃燒後只剩下不到1兩的灰,還有9兩多的物質哪去了?
    化學反應:質量守恆以前的人們肯定也注意到了,常見的木材、雜草燃燒以後,只剩下了一堆的白灰,那麼之前的物質都去哪了?其實關於這個問題人類很早就知道了其中的一部分原因,並給出了當時看來比較準確的解釋,不管當時解釋的是不是很完善,但這個問題並沒有困擾人類多長時間。
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    最近有個小朋友問,「一堆木頭燃燒後怎麼會剩下一點點灰燼?木頭中的物質那裡去了,都消失了嗎?」其實這個問題很簡單,相信很多朋友看到這個問題後都知道這其中的原因。在中學的時候化學老師已經給咱們解釋過了。咱們借著這個問題,一起來重溫一下我們在中學時代學過的化學知識吧!
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    那麼你有沒有想過這樣一個問題,500克木頭充分燃燒後,可能只會留下了50克不到的灰燼,燃燒的過程發生了什麼,剩餘的質量去哪了?>首先,500克木頭燃燒後剩下50克的灰燼這個數據並不是百分百準確的,只是為了讓大家更直觀地去思考這個問題,「燃燒」的本質是一種劇烈的氧化反應,只要滿足下面這三個條件,物質就會燃燒,當然釋放熱量的方式不只是只有燃燒一種。
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    其實平時我們經常會遇到體現質能守恆定律的現象,比如平時我們用一個密封瓶子裝水,然後給瓶子裡面的水加熱,當加熱到一定時間後,瓶子的水減少了5%,這5%的水並沒有消失,而是以氣態的形式附在瓶子壁上,瓶子加熱前的水質量與加熱後的水質量完全沒有改變;又比如平時我們用火燒一塊木頭,一塊厚重的木頭經過燃燒之後,只剩下一層輕薄的木灰,那麼木頭消失的質量去哪了呢?
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    木頭被燒過之後會變黑,這完全是因為木頭未被完全燃燒而產生碳化的一種結果。 木頭在燃燒的過程中,大量的碳原子會因為溫度的原因而脫離木頭內的供價鍵束縛跑進火焰之中與氧燃燒,但因為氧氣供應的速度問題,這燃燒並不是所有的碳都能與氧氣結合生成二氧化碳的,在火焰底部的碳最多,而外焰的碳則最少。
  • 物質轉化能量很容易,為何能量轉化為物質卻很難?這裡告訴你原因
    愛因斯坦6-3公式解釋質能守恆定律舉個最簡單的例子,平時我們燃燒木頭的時候,我們感覺木頭在燃燒之後,質量會越來越輕,當木頭燃燒完之後最終只剩下一堆木炭,這是否說明木頭消失了呢?其實木頭沒有消失,它只不過從木頭的形態變成了二氧化碳、一氧化碳、微小固體顆粒和其他物質,還有釋放熱能,而這些物質和能量未來經過化學反應和物理反應之後依然可以變回一塊木頭,所以本質上木頭並沒有消失,它只不過暫時從木頭變成其他物質,並且還轉化成一部分能量,這就是質能守恆定律,根據質能守恆定律,物質可以轉化為能量,能量同樣也可以變回物質,不過這僅僅是理論上的結論,因為在現實生活中,物質轉化為能量隨處可見,
  • 物質形態可以轉化,金屬都可以熔化變為液態,為什麼木頭不行?
    不過熔點再高也罷,它們終歸也有從固態轉化為液態的時刻,可有些物質,我們卻從未見過它們發生形態的轉變,而且以常識來進行判斷,它們似乎也不可能發生形態的轉變,其中一個具有代表性的就是木頭,木頭的質地遠沒有金屬堅硬,但是我們從沒有聽說過木頭會變為液態。這是為什麼呢?木頭可以變為液態嗎?能也不能。
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    不過熔點再高也罷,它們終歸也有從固態轉化為液態的時刻,可有些物質,我們卻從未見過它們發生形態的轉變,而且以常識來進行判斷,它們似乎也不可能發生形態的轉變,其中一個具有代表性的就是木頭,木頭的質地遠沒有金屬堅硬,但是我們從沒有聽說過木頭會變為液態。這是為什麼呢?
  • 生命給你一塊木頭,你可以去選擇慢慢腐爛,也可以選擇熊熊燃燒
    一、專一不是一輩子只喜歡一個人,而是喜歡一個人的時候一心一意。站在陽光下,努力地去微笑,嘴角都笑僵,然後停在那一時刻,仰起頭望著天空的時候,我的眼角有那鹹鹹地東西流過。四、生命給你一塊木頭,你可以去選擇慢慢腐爛,也可以選擇熊熊燃燒。五、一個有靈魂的女人,才是一個有魅力的女人。一個有信仰的女人,那才是一個有能量的女人。可以暫時茫然,但不自怨自艾,可以一時感慨,但是不一直沉迷。
  • 水為什麼不會燃燒?
    要解釋這個問題,就要先看一看燃燒到底指的是什麼。燃燒指的是燃料和空氣中的氧氣之間發生的劇烈的化學反應。比如氫氣這種由氫元素構成的氣體就很容易和氧氣發生化學反應並且燃燒起來。氫氣和氧氣燃燒的產物就是水。換句話說,氫氣燃燒後化成了水。那麼其他液體燃料燃燒後會怎樣呢?