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物质是怎么消失的?一吨的木头烧成灰,其它物质怎么就消失了?

  • 更新日期 - 2019年12月12日 13:44

物质是怎么消失的?一吨的木头烧成灰,其它物质怎么就消失了?

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一吨木头烧成炭还是不少的,但如果任其烧尽那么就只剩下一小堆灰烬,剩下的物质就不多了,而煤炭的状况也类似,热值高的煤炭灰分比例比较低,热值低的煤炭灰分比较高,灰分从10%-40%甚至更高。那么问题来了,剩下的那些物质去哪了呢?

物质是怎么消失的?一吨的木头烧成灰,其它物质怎么就消失了?

木材的燃烧过程

木材燃烧是一个司空见惯的过程,但要说其过程可能大家都有点糊涂,要说清楚过程,必须先来了解下木材的成分,因为燃烧就是一个剧烈的化学反应过程,木材的成分与之关系非常大!

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高度放大的木材图像,显示纤维素纤维纠

木材的主要成分是纤维素,它是一种多糖,是植物细胞壁的主要结构成分,与半纤维素和果胶以及木质素结合在一起,构成了不同品质的木材,人体肠道内不含纤维素酶,因此即使人吃了木头也不能消化,但很多以木材为食的白蚁或者蛀虫有,所以它们能以木材为食!但无论这些纤维素或者半纤维素与果胶比例有多少差别,最终都是有碳氢氧元素组成三者比例为:

碳约占44%氢约占6%氧约42.5%0.5%以下氮1%以下矿物质灰分燃烧过程:木材在受热时将会产生裂解反应,200℃主要生成形式是二氧化碳和水蒸气以及甲酸乙酸以及各种易燃气体,在200~280℃产生少量水汽及一氧化碳,在280~500℃,产生可燃蒸气及颗粒;在500℃以上则主要是碳。

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碳完全燃烧时生成二氧化碳,不完全燃烧时则生成一氧化碳,木材在燃烧过程中会内焰因氧气不充分生成一氧化碳,等气体跑到外焰时将会参与燃烧!二氧化碳和一氧化碳和水蒸气将通过燃烧过程排入大气,其他不可燃烧的矿物质等将遗留形成灰烬!

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木材中的灰分比例大都不超过1%,草料类的灰分比稍高大约2%左右!一吨木材燃烧大约只留下10千克灰分,当然还有飞灰在燃烧过程中飘走了!

化学法应中的质量守恒

木材燃烧是化学变化过程,所有物质前后并不会发生改变,仅有的只是它们之前不同元素的组合方式发生了改变,而且在这个过程中氧气参与进来了,因此木材燃烧总的质量是增加的,但氧气加入后的燃烧反应生成大量二氧化碳和一氧化碳等这些气体,随风就不见了,留下一堆灰烬,给我们的感觉就是木材燃烧之后有质量不见了!其实在一个封闭系统中燃烧,质量前后是不会变化的,这就是化学反应中的质量守恒。

物质是怎么消失的?一吨的木头烧成灰,其它物质怎么就消失了?

曾经历史上出现过的燃素说并不是这样认为,因为大家都发现可燃物燃烧之后都变轻了,所以认为可燃物因为含有燃素,燃烧过程释放了燃素所以质量变轻了!但拉瓦锡在镁的燃烧过程中发现,燃烧后的氧化镁质量不减反增,所以燃素说就此破产了!

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化学反应质量守恒就是由此发展演化出来的。

质量发生改变的燃烧

时间进入二十世纪初,爱因斯坦发表了《论动体的电动力学》的第二天接着发表了《物体的惯性和它所含的能量有关吗?》,前后两篇论文构成狭义相对论的核心,而后者则是著名的质能等价方程!

物质是怎么消失的?一吨的木头烧成灰,其它物质怎么就消失了?

很多朋友以质能方程是爱因斯坦发现为由,认为他在原子弹和氢弹上做出决定性的贡献,但其实爱因斯坦和核弹只有半毛钱关系!不过质能等价方程完全可以计算裂变和聚变过程中产生的质量亏损,以及过程中所释放出的巨大能量!

物质是怎么消失的?一吨的木头烧成灰,其它物质怎么就消失了?

当然上述过程指的是原子核内部的过程,但其实请不要忽略的一个结果就是,所有在有能量发生的过程都将伴随着质量变化,即便它是一个化学过程,只是化学反应产生的这点质量变化实在是太可怜了,甚至没有任何一个天平可以称出来你家今年冬天取暖烧掉的煤有多少质量亏损,但却已经可以让你冬天在家里光着膀子横着走了!

比如100吨煤燃烧产生的质量亏损:

1千克标准煤:29260000焦耳

100吨为:2926000000000焦耳

那么质量亏损为:0.00325克

估计得找个很精确的天平才能测得100吨煤烧掉后的质量亏损。

物质是怎么消失的?一吨的木头烧成灰,其它物质怎么就消失了?

所以这个质量损失可以忽略不计被黑人进入过程小说,化学反应前后质量守恒也只有吹毛求疵的时候,或者跟人家撕逼的时候拿出来显摆一下,实际操作是不可想象的。

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