1樓:慶瓊音
簡單地說,火是等離子態。詳解如下: 我們的地球雖然身為宇宙的一員,但在浩瀚的宇宙中卻顯得孤傲不群,像一座孤獨飄零的島嶼。
不要說它誕生了宇宙中極為罕見的智慧生命(而這樣的生命在宇宙中其他地方卻難以生存),就是它上面的物質形態特別的與眾不同。地球上司空見慣的物質三態——固態、液態、氣態,在宇宙中卻極為罕見,物質第四態——等離子態,是宇宙中極多的狀態。這實在是個奇怪的現象。
更有意思的是,當我們讓物質不斷地冷下去、冷下去……不可思議的新物質形態又出現了。這種在地球上只能出現於條件嚴格的實驗室中的物質形態,會在宇宙的某個角落隨意飄蕩嗎? 從物質三態到第四態 石頭、鐵塊等物體既堅硬又不易揮發,這就是作為固體物質的基本特性之一。
我們人類居住在一個絕大部分由這些固態物質組成的天地裡。當然,我們一樣離不開水和空氣,它們分別屬於液態和氣態物質中的一類,相比較而言,這些柔軟而易揮發的物質在我們生存的環境中佔據的比例更大,對我們生活的影響其實也更大:在科幻故事中,人類依然可以生活在未來水世界上,卻無法生活在全部由岩石構成的世界之中。
物質的三態之間的轉換很早就被人類認識到了,它們是不同溫度下的狀態,由所謂的冰點和熔點決定各自產生轉換的溫度。100多年前,人類對物質狀態的認識基本上僅只於此。雖然亞里士多德在2000多年前就發現世界的組成除了這三態以外還包括火,但他也不清楚火究竟是一種什麼物質?
其實這就是物質的第四種狀態——等離子體的一種表現形式。 如果把氣體持續加熱幾千甚至上萬度時,物質會呈現出一種什麼樣的狀態呢?這時,氣體原子的外層電子會擺脫原子核的束縛成為自由電子,失去外層電子的原子變成帶電的離子,這個過程稱為電離。
所謂「電離」,其實就是電子離開原子核的意思。除了加熱能使原子電離(熱電離)外,還可通過電子吸收光子能量發生電離(光電離),或者使帶電粒子在電場中加速獲得能量與氣體原子碰撞發生能量交換,從而使氣體電離(碰撞電離)。發生電離(無論是部分電離還是完全電離)的氣體稱之為等離子體(或等離子態)。
等離子體的獨特行為與固態、液態、氣態截然不同,因此稱之為物質第四態。 等離子體的存在機理是怎樣的呢?物質是由分子或者原子組成的,而分子也是由原子組成。
原子都由原子核和繞核高速運動的電子構成。原子核帶正電,電子帶負電,正、負電數量相等,整個原子對外不顯電性。電子之所以繞核運動,因為它的能量不足以掙脫核的束縛力。
如果不停地給物質加熱,當溫度升高到數十萬度甚至更高,或者用較高電壓的電激,電子就能獲得足夠逃逸的能量,從原子核上剝落下來,成為自由運動的電子。這就像一群下課後的學生跑到操場上隨意玩耍一樣。這時物質就成為由帶正電的原子核和帶負電的電子組成的一團勻漿,人們戲稱它「離子漿」。
這些離子漿中正負電荷總量相等,因此又叫等離子體。 等離子體的物質密度跨度極大,從10的3次方個/立方厘米的稀薄星際等離子體到密度為10的22次方個/立方厘米的電弧放電等離子體,跨越近20個數量級;溫度分佈範圍則從100 k(—173.15°c)的低溫到超高溫核聚變等離子體的10的8次方—10的9次方k。
等離子體在我們的宇宙中大量存在,從一根蠟燭燃起的火苗到滋生萬物的太陽,從閃爍的星星到燦爛的星系。就在我們周圍,在日光燈和霓虹燈的燈管裡,在眩目的白熾電弧裡,都能找到它的蹤跡;另外,在地球大氣層的電離層裡,在美麗的極光和流星的尾巴里,也能找到奇妙的等離子態;放眼宇宙,更是等離子體的天下,宇宙中大部分發光的星球內部溫度和壓力都很高,這些星球內部的物質差不多都處於等離子態,像太陽這樣灼熱的恆星就是一團巨大的等離子體。只有那些昏暗的行星和分散的星際物質裡才可以找到固態、液態和氣態的物質。
據印度天體物理學家沙哈的計算,宇宙中99%的物質都處於等離子體狀態,而地球上常見的物質狀態在宇宙中卻成為稀罕寶貝。 這是為什麼呢?原來是地球演化到今日,已成為一顆冷行星。
實際上,室溫下物質的電離成分完全可以忽略不計,即使溫度上升到一萬度,電離成分也不過千萬分之一! 等離子體的研究主要分為高溫和低溫等離子體兩大方面。 高溫等離子體中的粒子溫度高達上千萬以至上億度,可以使粒子有足夠的能量互相碰撞,達到核聚變反應。
氫彈就是人類歷史上第一次成功應用高溫等離子體的產物。氫彈是用原子彈作為「引信」,發出高熱,從而產生高溫等離子體,引發猛烈的核聚變,釋放巨大的破壞效能量。 核聚變如果用於和平目的,把其變成一種新能源,那麼核聚變就必須是緩慢地、持續地、可以控制地進行,這正是半個世紀以來高溫等離子體物理研究的重點。
空間等離子體研究也是高溫等離子體研究的一個重要部分。宇宙中99%以上的物質均是等離子體,而我們的太陽也就是一團巨大的等離子體,因此空間等離子體研究在宇航時代具有極其重要的作用。 一般來說,人們把溫度在10萬度以下的等離子體稱為低溫等離子體,低溫等離子體大多是弱電離、多成分、並與其它物質有強烈的相互作用。
低溫等離子體能夠由人類的技術來產生,因此被廣泛應用於科學技術和工業的許多領域。現在,低溫等離子體技術已經成為非常先進的工業加工技術,例如未來所有的超大規模積體電路,都將依靠等離子體加工;航天、冶煉、切割、噴塗等領域都需要低溫等離子體技術。 超級大原子——物質第五態 如果物質不斷冷下去、冷下去……一直冷到不能再冷下去,比如說,接近絕對零度(-273.
16℃)吧,在這樣的極低溫下,物質又會出現什麼奇異的狀態呢? 這時,奇蹟出現了——所有的原子似乎都變成了同一個原子,再也分不出你我他了!這就是物質第五態——玻色-愛因斯坦凝聚態(以下簡稱「玻愛凝聚態」)。
這個新的第五態的發現還得從2023年說起,那一年,年輕的印度物理學家玻色寄給愛因斯坦一篇**,提出了一種關於原子的新的理論,在傳統理論中,人們假定一個體系中所有的原子(或分子)都是可以辨別的,我們可以給一個原子取名張三,另一個取名李四……,並且不會將張三認成李四,也不會將李四認成張三。然而玻色卻挑戰了上面的假定,認為在原子尺度上我們根本不可能區分兩個同類原子(如兩個氧原子)有什麼不同。 玻色的**引起了愛因斯坦的高度重視,他將玻色的理論用於原子氣體中,進而推測,在正常溫度下,原子可以處於任何一個能級(能級是指原子的能量像臺階一樣從低到高排列),但在非常低的溫度下,大部分原子會突然跌落到最低的能級上,就好像一座突然坍塌的大樓一樣。
處於這種狀態的大量原子的行為像一個大超級原子。打個比方,練兵場上散亂的士兵突然接到指揮官的命令「向前齊步走」,於是他們迅速集合起來,像一個士兵一樣整齊地向前走去。後來物理界將物質的這一狀態稱為玻色-愛因斯坦凝聚態(bec),它表示原來不同狀態的原子突然「凝聚」到同一狀態。
這就是嶄新的玻愛凝聚態。 然而,實現玻愛凝聚態的條件極為苛刻和矛盾:一方面需要達到極低的溫度,另一方面還需要原子體系處於氣態。
極低溫下的物質如何能保持氣態呢?這實在令無數科學家頭疼不已。
火屬於哪種狀態
2樓:大兔兔偶家小雞
氣體燃燒時會有火焰,也就是著火點高於沸點的物質著火才會產生火焰
火屬於哪種形態?光呢?物質的形態有幾種?是什麼?~~~
3樓:匿名使用者
火屬於氣態,溫度足夠高時為等離子態;光是屬於光態,光態是指光存在的形態,光態具體可分為可視光態、不可視光態。常見的物質存在狀態有六種:固態、液態、氣態、等離子態、超固態、中子態。
不過實驗技術的進步產生了許多新的物質狀態,像是玻色–愛因斯坦凝聚及費米子凝聚態。對於基本粒子的研究也產生了新的物質狀態,像是夸克-膠子漿。
所有可以用肉眼看到的物體都是由原子組成,而原子是由互相作用的次原子粒子所組成,其中包括由質子和中子組成的原子核,以及許多電子組成的電子雲 。 一般而言科學上會將上述的複合粒子視為物質,因為他們具有靜止質量及體積。相對的,像光子等無質量粒子一般不視為物質。
4樓:匿名使用者
物質的形態有幾種?
常見的物態有三種,不用我詳述了。另外還有兩種較不常見的物態,等離子態(在宇宙中其實普遍存在)和玻色-愛因斯坦凝聚態。作為高中學生,暫時可不必過問其中細節,感興趣的話,可參考:
5樓:中航光電
首先指出一點,「火」是一種釋放能量的現象,而不是形態。所以你的問題是不清楚的。「火」的現象細分可以有幾項
第一 你看到的火光部分是光,也就是你的第二個問題,這裡一併回答,「光」這個東西很多年來學術界一直在爭論它到底是「電磁波」,還是「粒子」,因為它具有這兩種物質的共同屬性,說以至今也沒有一個一致的答案,但是,相信既然你能提出這麼尖端的問題對「電磁波」和高速「粒子」應該不陌生吧。
第二火的發熱部分 發熱是燃燒的物質的化學元素的排列順序放生改變 例如c+o2=co2 這個化學方程式,因為碳元素和氧元素在高溫是發生化合反應,生成二氧化碳氣體,這之間化學元素,包括原子都沒有變化,只是位置變化。但是這種變化是需要在外界能量的驅使下完成。也就是需要點燃或高溫,一旦反應開始,由於原來的原子與原子之間連線的「鍵」被打斷並重新結合,所以會釋放能量。
現在講物質。物質的物理狀態有三種「固態」 「氣態」 「液態」從微觀物理學角度講物質又分為 分子 原子 具體分子大多是有原子在「氫鍵」的連線下形成的。原子分為「原子核」和「核外電子」
不知道你具體想知道什麼,所以講的很亂,不過你可以根據自己的需要自己總結。
值得提出的是燃燒只是原子之間的排列順序放生改變,所以釋放的能量相對較小,如果在外界電磁場的加速下是「放射性」元素的最外層電子失去,或額外得到的話,那這種物質就處於「激發態」 同樣在高溫的條件下,會釋放出驚人的能量,這也就是人類發明的最具有殺傷力的**,可怕的「原子彈」
我不知道你是否高中畢業,如果是的話上訴一些專有名詞你應該聽過,不妨細細體會理解。我已經畢業很多年了,所以有些不對的地方還請指正,希望對你有所幫助。
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