Лабораторный опыт №5, страница 101 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Вопросы и задания. §15. Нагревание. Глава 2. Экспериментальная работа с веществами - страница 101.

Лабораторный опыт 5

Строение пламени свечи

Зажгите свечу и рассмотрите её пламя. Перерисуйте пламя свечи в тетрадь и укажите в нём зоны свечения, окрашенные в разные цвета (рис. 76). Чем ярче цвет

Белый, $1400 \text{ °C}$

Светло-жёлтый, $1200 \text{ °C}$

Красно-коричневый, $1000 \text{ °C}$

Оранжевый, $800 \text{ °C}$

$600 \text{ °C}$

Рис. 76. Строение пламени свечи

пламени, тем выше его температура. В центре нижней части пламени (рядом с фитилём) температура настолько низкая, что внесённая в эту область деревянная щепка не воспламеняется. Наиболее высокая температура в верхней части пламени и по его краям. Убедитесь в этом на опыте. Внесите в нижнюю часть пламени свечи деревянную щепку длиной около 10 см. Держите её горизонтально обеими руками. Как только щепка начнёт обугливаться, выньте её из пламени. Если она загорелась, немедленно затушите. Рассмотрите, в каких местах щепка начала обугливаться. Почему она не обуглилась в центре? Проделайте то же самое с щепкой, внеся её в верхнюю часть пламени. Где она начинает обугливаться на этот раз? Сделайте выводы о том, какие части пламени являются наиболее горячими. После опыта задуйте свечу.

Строение пламени свечи

Пламя свечи имеет неоднородное строение. В нём можно выделить три основные концентрические зоны, которые различаются по цвету, температуре и протекающим в них процессам. Основываясь на рисунке 76, можно описать эти зоны следующим образом:

1. Нижняя зона (тёмная): Расположена непосредственно над фитилём. Её температура самая низкая, около $600 \text{ °C}$. В этой зоне происходит плавление и испарение парафина, но горение практически не идёт из-за недостатка кислорода.

2. Средняя зона (светящаяся): Это самая большая и яркая часть пламени, имеющая жёлто-оранжевый цвет. Здесь происходит термическое разложение паров парафина с образованием мелких частиц углерода (сажи). Раскаляясь, эти частицы ярко светятся. Температура в этой зоне значительно выше и колеблется от $800 \text{ °C}$ до $1200 \text{ °C}$.

3. Внешняя зона: Окружает светящуюся часть пламени, она почти невидима или имеет бледно-голубой оттенок. Это самая горячая часть пламени, температура здесь достигает $1400 \text{ °C}$. В этой зоне частицы углерода и продукты неполного сгорания полностью сгорают благодаря свободному доступу кислорода из окружающего воздуха.

Ответ: Пламя свечи состоит из трёх основных зон: внутренняя тёмная (самая холодная, $ \sim 600 \text{ °C}$), средняя светящаяся (более горячая, $800 \text{–}1200 \text{ °C}$) и внешняя (самая горячая, до $1400 \text{ °C}$).

Опыт с щепкой в нижней части пламени

Если внести деревянную щепку горизонтально в нижнюю часть пламени свечи, то обугливание начнётся на тех её участках, которые соприкасаются со средней, светящейся зоной пламени, то есть по краям. Центральная часть щепки, находящаяся во внутренней тёмной зоне, останется неповреждённой или лишь слегка пожелтеет.

Щепка не обуглилась в центре, потому что внутренняя зона пламени является самой холодной (около $600 \text{ °C}$). Этой температуры недостаточно для быстрого обугливания древесины. Кроме того, в этой зоне почти нет кислорода, необходимого для процесса горения.

Ответ: Внесённая в нижнюю часть пламени щепка начала обугливаться по краям. В центре она не обуглилась, так как эта часть пламени имеет самую низкую температуру и испытывает недостаток кислорода.

Опыт с щепкой в верхней части пламени

Если проделать тот же опыт, но внести щепку в верхнюю часть пламени, она начнёт обугливаться очень быстро и равномерно по всей длине, которая находится внутри пламени. Это связано с тем, что верхняя часть пламени является самой горячей.

Ответ: В верхней части пламени щепка начинает обугливаться быстро и по всей своей длине, находящейся в пламени.

Выводы о температуре в разных частях пламени

Проведённые опыты с деревянной щепкой позволяют сделать вывод о распределении температуры в пламени свечи. Тот факт, что щепка обугливается по-разному в разных частях пламени, доказывает их различную температуру.

1. Нижняя, внутренняя часть пламени является самой холодной.

2. Верхняя и внешняя части пламени являются самыми горячими.

Это происходит потому, что в верхней и внешней частях пламени происходит наиболее полное сгорание паров парафина при максимальном доступе кислорода, что сопровождается выделением наибольшего количества тепла.

Ответ: Наиболее горячими частями пламени являются его внешняя и верхняя зоны, а самой холодной — внутренняя тёмная зона у основания фитиля.