千万不要把粗铜丝圈放到火焰上,出现的物理现象颠覆认知
有一道全国初中物理竞赛题目,虽然看上去很简单,但事实却颠覆了人们的认知。
这道题描述了一种现象,那就是如果我们把粗铜丝弯成圈,从上而下罩住正在燃烧的蜡烛火焰,我们会发现火焰会慢慢变小,直到彻底“熄灭”,但当我们将粗铜丝圈拿开的时候,蜡烛火焰又会神奇的再次被点燃!这是为什么呢?
这道题的答案很简单,说的是因为铜的导热性很高,当罩住火焰的时候,火焰热量被吸走而温度降低,蜡烛燃烧低于燃点,所以火焰就会变小,最终熄灭。那么当粗铜丝圈离开蜡烛的时候,火焰为什么又会再次点燃呢?答案并没有告诉我们真相。
有网友曾在网上专门做过了类似的实验。实验中出现的现象跟题目中描述的如出一辙,蜡烛火焰的确随着粗铜丝圈的笼罩而变小,最终熄灭了。但随着粗铜丝圈的高度升高,蜡烛火焰又会重新出现,简直有点神奇了。
由于很少有人见过这种物理现象,第一次看到都很惊讶,很多朋友们也是半信半疑,觉得不大可能,其实我们亲自做一下小实验,事情就一目了然了。对于火焰重新出现的原因,有人分析认为这同样是因为铜良好的导热性。
被加热后的铜丝依然具有很高的温度,而且会与空气中的氧气发生反应,导致蜡烛周围氧气含量下降。当它上升的时候,温度依然保持,同时氧气的含量获得了恢复,当同时满足温度和氧气这两个条件的时候,蜡烛火焰就重新出现了。
不过,也有人提出了不同的观点。这种观点认为,铜丝在被加热的时候,虽然会跟空气中的氧气发生化学反应,但速度很慢,远远达不到影响蜡烛燃烧的效果。之所以粗铜丝圈会让蜡烛火焰变小,一方面是因为导热性,另一方面是因为它的形状接近火焰的外形,继而会对火焰周围的空气产生干扰,在温度的作用下稀释了气体,让其中的氧气含量达不到蜡烛燃烧的要求。而当铜丝圈远离的时候,气体密度得到恢复,蜡烛的火焰就重新出现了。
大家认为这种情况该怎么解释呢?