Дополнительный опыт № 1, страница 66 - гдз по химии 7 класс тетрадь для лабораторных и практических работ Габриелян, Аксенова

Строение пламени. Дополнительные опыты - страница 66.

Условие.

Дополнительный опыт № 1

Строение пламени

Цель: наблюдение за пламенем и описание наблюдений.

Оборудование и реактивы: спиртовка, свеча, спички.

Задание. Изучить строение пламени.

Инструкция

1. Зажгите спичкой спиртовку и изучите строение пламени. Для этого сравните схему пламени и натуральный объект. Зрительно выделите три соответствующие зоны.

2. Исследуйте каждую часть пламени, внося последовательно лучинку в три разные части пламени. Опишите наблюдаемые явления и объясните, почему лучинка обуглилась неравномерно.

3. Зарисуйте схему строения пламени, отметив на своём рисунке цвет и характеристику его частей по температуре (самая горячая, горячая, менее горячая).

Дополнительные задания

1. Зажгите две лучинки. Одну из них поверните горящим концом вниз, а другую держите горящим концом вверх. Какая лучинка сгорит быстрее и почему?

2. Объясните, почему пламя свечи становится почти бесцветным, когда в него вдувают струю свежего воздуха.

3. Одинаковое ли строение пламени у свечи, спиртовки, зажигалки, спичек?

Решение.

Решение 2.

1. Быстрее сгорит лучинка, которую держат горящим концом вниз. Это объясняется явлением конвекции. При горении образуются горячие газообразные продукты, плотность которых меньше плотности окружающего холодного воздуха. Эти горячие газы устремляются вверх. Когда лучинка направлена пламенем вверх, горячие газы поднимаются, удаляясь от еще не сгоревшей части древесины, и прогрев происходит медленнее. Когда же лучинка направлена пламенем вниз, восходящие потоки горячего воздуха и продуктов горения обволакивают и нагревают часть лучинки, находящуюся выше пламени. Это приводит к более быстрому достижению температуры воспламенения и, как следствие, к ускоренному сгоранию всей лучинки.

Ответ: Быстрее сгорит лучинка, повернутая горящим концом вниз, из-за конвективных потоков, которые эффективно прогревают несгоревшую часть древесины.

2. Яркий желто-оранжевый цвет пламени свечи обусловлен свечением раскаленных до высокой температуры микроскопических частиц сажи (углерода). Эти частицы образуются в результате неполного сгорания паров парафина из-за недостатка кислорода в центральной части пламени. Когда в пламя вдувают струю свежего воздуха, приток кислорода резко увеличивается. Это способствует более полному сгоранию как паров парафина, так и уже образовавшихся частиц сажи. Реакция полного сгорания углеводородов приводит к образованию бесцветных газов — углекислого газа ($CO_2$) и водяного пара ($H_2O$). Поскольку источник желтого свечения (раскаленная сажа) исчезает, пламя становится почти бесцветным или приобретает бледно-голубой оттенок, характерный для горения газов при полном сгорании. Такое пламя также становится значительно горячее.

Ответ: Пламя становится почти бесцветным, потому что дополнительный кислород из струи воздуха обеспечивает полное сгорание сажи, которая в обычном пламени раскаляется и создает желтый цвет.

3. Да, строение пламени у свечи, спиртовки, зажигалки и спичек в своей основе одинаковое, так как во всех случаях мы имеем дело с диффузионным пламенем, где горючее вещество и окислитель (кислород воздуха) смешиваются непосредственно в зоне горения. Такое пламя имеет три основные зоны:

1. Нижняя (темная) зона: самая холодная часть пламени (около 600°C). Здесь происходит испарение или разложение горючего вещества, но горение почти не идет из-за недостатка кислорода.

2. Средняя (светящаяся) зона: самая яркая часть. Здесь происходит неполное сгорание топлива с образованием раскаленных частиц углерода (сажи), которые и создают яркое свечение. Температура здесь выше (1000–1200°C).

3. Внешняя зона: самая горячая часть пламени (до 1400°C), но почти невидимая. Здесь горючее вещество и частицы сажи полностью сгорают благодаря свободному доступу кислорода из воздуха.

Несмотря на общность строения, есть и различия. Например, пламя спиртовки менее яркое и более синего цвета, чем пламя свечи, так как спирт сгорает более полно и с образованием меньшего количества сажи. Пламя спички или свечи более "коптящее" и желтое из-за неполного сгорания сложных органических веществ.

Ответ: Да, строение пламени у всех перечисленных предметов принципиально одинаковое и включает три основные зоны, однако цвет и яркость пламени могут отличаться из-за разного химического состава горючего вещества.