能量转换现象探讨

明月山河

有一次我回到学校，在学院研究室里遇到了以前的老师和攻读研究生的同学。老师看到我很高兴：“来，我们看一个有趣的现象！”拿出实验老装置，一边解说一边演示。实验很简单，先拿一束废纸点燃，然后吹灭明火，留下的纸束上还有火炭。然后拿一个两端开口的圆筒竖直靠近火炭的上方，一会儿，火炭上的火越来越盛，最后就烧起来了。 我看了也很感兴趣，一干人七嘴八舌的讨论起来。大家一致认为，是圆筒靠近，使空气流动加快，使火种加强。后来几个同学建立一些方程要研究其中的机理，我给他们推导一些公式。由于我停留的时间很短暂，事情办完了就走了，那些方程就扔给他们研究生鼓捣去。后来怎样了，也不知道了。 ( `  e" w1 S" F6 j8 R ( b: K  O. [& g% ?5 q今天忽然想起来这事，感觉这个现象还是蛮有意思，就重复了一下这个实验，不过火种用蜡烛代替。如图。为了看清气流流动，圆筒是倾斜靠近的。图1是火苗自由状态，图2是圆筒靠近火苗上方，火苗被火苗引起的气流吹进圆筒，成倾斜状；图3～图5是圆筒依次靠近，火苗引起的风力越来越大，而火苗越来越短，最后熄灭了。图6是火苗在圆筒里稳定燃烧，说明图5的火苗不是因为缺氧熄灭，而确实是被风吹灭的。这说明了“火苗自己引起的风把自己吹灭了”，这里面有什么物理机理呢？ 1 a  A+ ?# }- G$ H9 U8 D 我初步设想是因为圆筒的存在，产生了特定的几何形状，构成了一台简易的热机，火苗自己的热能转换为空气的动能，又因为圆筒较长（约40cm），有一定的惯性，结果就产生了前面的现象。各位大侠谈谈自己的看法，把其中的原理揭示出来。

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leejeans

热空气上升，形成低压区，周围高压区冷空气进入补充，形成空气对流。被风吹灭有可能，你的塑料桶下口，受热收缩，导致进入的冷空气流速加快，从火焰燃烧区带走过多热量，使温度降低到气态蜡的燃点以下，导致火焰熄灭。

muyemuye

很有艺术

leejeans

leejeans 发表于 2015-6-4 22:58
热空气上升，形成低压区，周围高压区冷空气进入补充，形成空气对流。被风吹灭有可能，你的塑料桶下口，受热 ...

我感觉负反馈也得有个滞后啊，传递函数决定。并且你的塑料管下口已经被加热了，他自身的热量也会支撑这个过程一段时间。

桂花暗香

燃烧的条件：可燃物，助燃剂，温度。你这个是空气流速过快，温度降得厉害，达不到燃烧的温度。

fmdd

未烬的炭火还在继续着化学反应，继续发热，它会加热周围的空气，包括自己反应的产物。

热空气密度低，冷空气密度高，通常热空气上升，冷空气下降。空气流动的本质是存在压力差，只要压力差存在，空气就会从高压区流向低压区。

化学反应产生二氧化碳，加热过的二氧化碳上升，与周围的冷空气交换热量后，温度降低，密度增加，所以它又会降到炭火附近，降低了木炭附近氧气的含量。

当管状物放在木炭上之后，化学反应产生的二氧化碳会沿着内管上升，管状结构组成了受限空间，它会导致管内的气压高于管外的气压，越接近热源气压越高。

当反应产生的热空气冷却后，密度增加要要下降时，因为管内气压高，降不下来，会逸散到周围其它空间，难以再回到木炭附近。

所以木炭附近空气的氧气含量会增加，导致化学反应变得更激烈，产生更多的热量，并加速排出二氧化碳这一过程。

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fmdd

通常来说，化学反应需要一定的温度，当温度降低到一定程度时，反应便终止(或者变得很缓慢)。

燃烧是一种发热发光的化学反应，它产生的热量会让反应物温度上升，进一步加速反应。
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当气流吹过火焰时，它会带走热量，导致反应区温度降低，当其温度低到一定程度，反应便终止。

luxiang821

有一款成熟产品：拔火筒。用过蜂窝煤的应该都熟悉
可惜没有找到小时候熟悉的样式（锥形，带个把手）搜索
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上海狐飞

哈哈，不就是烟囱嘛
一滴水从万米高空掉下来砸到人怎么办

张聋子

上海狐飞 发表于 2015-6-5 08:53
+ x+ j7 \3 Y; w0 _( A7 W. v哈哈，不就是烟囱嘛
7 g: O( I1 V) l一滴水从万米高空掉下来砸到人怎么办

烟囱内有很强的冲向囱口的风力。