燃烧过程初期,如图6.40所示,电热塞点火后,偏心轴转角转过5°后电热塞附近的火焰核心都已经形成且形成多个火核。而随着燃烧过程的进行,在上止点前20°偏心轴转角时,电热塞附近的火焰已开始大面积传播且NO浓度急剧增加,如图6.41所示。缸内的平均压力变化过程如图6.45所示,缸内压力与表征燃烧剧烈程度的中间产物的变化相关,因为燃烧反应的剧烈程度在上止点后达到最大值,所以缸内压力的峰值在上止点后出现最大值。......
2023-06-23
如果把一铲煤丢到火炉里,煤就会燃烧、发红、释放热量,最终只剩下一把灰烬,和煤最初的重量相比完全微不足道。煤到底发生了什么变化?它并没有消失,世界上的任何事物都不会消失。不妨拿一粒沙子试试,你可以将它碾成粉末,但即使化为粉末它依然是存在的,你永远不能把它化为无物。就算是最聪明、最能干、最有本事的人,也一样不可能消灭它。无论我们怎么努力,那粒沙子还是会以这样或那样的形式存在。我们常常把“消失”和“可能”这两个词挂在嘴边,但要某件事物真的“消失”,是不“可能”的。任何事物都遵循自然法则;能量守恒、物质不灭。
燃尽的煤也绝没有消失。它只是不再以黑色煤块的形式存在于火炉中了,但仍然以看不见的物质形态存在于空气中。我们可以用糖做个实验,让大家明白这个道理。糖是白色的,有点硬,咬起来还会嘎嘣响。放一点糖到水里,糖就会溶化。这下它就不是白色的、坚硬的了,无论你怎么寻找,都找不到它的踪影。但看不见的糖仍然存在于水中,水有了甜味就是明证。如果把水倒到盘子里,放在太阳下蒸干,水蒸发后,糖又会出现,跟先前一样。这说明物质不会一直以一种形态存在,它们可能从有色变为无色,从有形变为无形,从可见变为不可见。
燃烧的煤也是一样。它被分解到了空气中,看不见了;而煤里无法分解的杂质留在火炉里形成了灰烬。我们看不到被分解到空气中的煤,因此好像是“消失”了。这个伴随着热量释放的分解过程,被称为燃烧。
如果想让火烧得更旺一些该怎么办呢?我们可以用风箱往燃料上鼓入空气,风助火势,就会越烧越旺。原本暗红色的煤这时会呈现出鲜红色,还会发出白光。空气为火焰注入了生命力。因此,只有保持空气畅通,才能使炉中的火持续燃烧。燃烧越是迅猛,放出的热量越多,温度也就越高。那么,我们又该如何防止燃料消耗过快呢?这就要用灰烬把燃料盖住,阻止它和空气接触。灰烬下的煤仍然发红,但不会继续消耗了。
火炉中这种释放大量热量的猛烈燃烧并不是煤或碳唯一的消耗方式。一块木头经受一段时间的风吹雨打就会腐烂,它先变成棕色,又渐渐裂成碎片,最后落入尘土。木头的腐烂也是一种燃烧,只不过与火炉中的燃烧相比它非常缓慢,我们几乎无法察觉到其中热量的释放。腐烂的木头将自身含有的碳元素以一种看不见的形式慢慢释放到空气中。经过这种持续不断的消解,树干最终会化为一抔黄土,正如炉中的煤化为了一堆煤渣。所有动植物的分解都会产生一样的结果。任何事物的腐烂都是对它的消耗,也就是说,它们缓慢地分解到了空气中。(www.chuimin.cn)
腐烂引起的燃烧也会释放热量,但一般不易察觉,这很好解释。我们假设一块木头需要一年才会因腐烂而消耗殆尽,同样一块木头在火焰中只需要一小时就会燃尽。两种情况会产生同等热量,只是木头腐烂需要一整年时间,所以每次释放的热量只有一点点,很难被察觉到;而对于在火炉中燃烧的木头而言,热量的产生剧烈而迅速,毕竟只持续了一小时,因而这份热量很容易就能感觉到。但是,如果发生大规模的腐烂,我们也会感到热量的产生。堆肥的温度就很高,它甚至能引燃潮湿的草垛。
因此,尽管快速燃烧和缓慢燃烧的过程实际上是一样的,但还是要将它们区别对待,从而认识到不同燃烧方式的燃烧程度不同。无论是一截腐烂的老树干,一个发热的稻草堆,还是一块熊熊燃烧的木柴,无一不反映了不同速度的燃烧。
苹果、肉,或者任何能腐烂的东西都含有碳。将一片面包放在红红的火炉上,面包就会冒烟、发黑,时间一久就只剩下碳了。显而易见,这些碳来自面包,那么面包里面肯定本来就含有碳,否则不可能有碳剩下来。但是面包里的碳一开始是看不见的,它隐藏在其他的物质中。这些“其他的物质”现在不见了,它们被热量驱走了,碳没有了依傍就现出了原形,又黑又脆。同样,把苹果放到烤箱里烤,最后也会变成一堆碳。肉也一样,长时间炙烤后会化为碳,有时把肉片忘在锅里而烤焦了就是这样。例子已经够多啦!总之,最终的结果都是一样的。只要是动植物的一部分就都含有碳,或者说含有煤,它们腐烂后会将这些碳释放到空气中。
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