近年来的研究表明:酒精灯火焰温度的高低顺序为:内焰>外焰>焰心。一般认为酒精灯的外焰温度最高,其原因是酒精蒸汽在外焰燃烧最充分;同时由于外焰与外界大气充分接触,燃烧时与环境的能量交换最容易,热量散失最多,致使外焰温度低于内焰。在化学实验中,常常给灯焰加一个灯罩,以减小空气流动对灯焰的影响。我们通过实际测定得知,加灯罩后外焰温度变化明显,比不加灯罩时提高100℃左右,其原因是不加灯罩时,外焰受外界影响最大,加灯罩后,可起到使灯焰稳定、提高加热温度的作用。而内焰和焰心原本就有外焰的保护,受外界影响小,因此内焰和焰心的温度与不加灯罩时变化甚小。
在本实验中,焰心、内焰和外焰3次出现的位置非常吻合,焰心出现在0~2.5cm高度范围内,内焰出现在3.0cm~4.0cm高度范围内,外焰在4.5cm以外。(以上均以灯芯平面作为高度参考面)。
分析上面3图,有:
(1)焰心、内焰部分的曲线较为平滑,灯芯的温度(见表1)甚至与室温相差无几,而外焰部分曲线则剧烈波动。酒精是极易挥发的燃料,燃烧时在酒精灯灯芯上方形成酒精蒸气,最外层的酒精蒸气与外界大气接触,燃烧时与空气的能量交换剧烈,因此外焰温度极不稳定,在上面3个图中表现为曲线剧烈波动;中层和内层蒸气得到外层蒸气的保护,受外界空气的影响较小,因此内焰和焰心波动较小,温度比较稳定,在上面3个图中表现为曲线比较平滑。
(2)最高温度并不是出现在外焰,而是出现在内焰。外焰的酒精蒸气受外界空气影响较大,而且和外界空气的能量交换剧烈,火焰的温度受到很大的影响;焰心部位因空气较稀薄,酒精蒸气燃烧不充分,因此焰心的温度不高。内焰酒精蒸气稳定,与空气接触适中,燃烧较充分,发出的光最明亮,因此最高温度在内焰出现。 |