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民间拔火罐 , 罐内会产生负压(空间扭曲)及升温 。 简单地说 , 就是碳燃烧后密封罐内温度升高了 , 但罐内的气体体积(空间)缩小了 。
按常规理解 , 气体升温 , 气体体积应该膨胀 。 可以说罐内的氧气被燃烧殆尽了 , 但碳氧反应后变成二氧化碳气体进行了弥补 。 且反应前后的质量并没有发生变化(质量守恒定律) 。
这就出现了2个问题:
1、燃烧后罐内空间是否发生坍缩?
2、罐内的热量是谁提供的
碳在氧气中燃烧会使体积(空间)坍缩
在常温常压下(一个大气压 , 25度) , 用1000克纯碳(体积为0.0005566立方米)在纯氧中全部燃烧 , 会消耗2立方米氧气(2666.7克) , 产生1.8516立方米二氧化碳(3666.7克) , 放出32825.56KJ热量 。 [注:碳分子量是12 , 氧气分子量32
比例为12:(12+32) , 所以1000克碳燃烧后能产生3666.7克二氧化碳
以上结果是:
①质量守恒:碳氧燃烧前与燃烧后质量或重量不变 , 都是3666.7克;
②体积发生了坍缩:
燃烧前的体积V
=氧气2立方米+固体碳0.0005566立方米
≈2立方米
燃烧后的体积V
=千克二氧化碳体积0.505立方米x二氧化碳重量3.6667千克
=1.8516立方米
即:
燃烧后气体坍缩体积V
=燃烧前体积-燃烧后体积
=2-1.8516
【空间与能量可随机互换?】=0.1484立方米
③根据能量守恒:1公斤碳在氧气中燃烧完毕释放了32825.56KJ热量 , 这些热量不会凭空产生 , 是碳贡献的 , 还是氧气贡献的 , 还是氧气的体积(空间)贡献的?
热量变空间(体积)的例证
将固体干冰(CO2)放入密封的橡胶口袋内 , 排尽空气 。 在正常大气压下给干冰加热 。 密封口袋中的干冰吸收热量后 , 就会变成气体CO2 , 气体体积会比固体体积增长794.2倍[干冰密度是1560Kg/m3 , CO2摩尔质量44g/mol , 1mol气体为22.4L
归纳:
①密封的橡胶袋子排尽空气后可视为一个二平面(二维空间) , 装在袋子中的干冰物质可视为二维空间的扭曲(三维空间);
②袋子中的干冰受热发生相变 , 由固体直接变成气体(省略了液化相变是一个迷)
③干冰吸收热量 , 在相变中将热量(能量)变成了空间 , 使CO2气体有了容身的空间 。
总结:
*碳在氧气中燃烧释放的热量 , 其实是氧气体积(空间)坍缩置换出来的 , 也就是说:空间可转化为能量;
*干冰受热膨胀带来的体积骤增 , 是热量(能量)熵变成空间实现的 , 也就是说:能量可转化为空间;
*能量与空间可互相转化
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