为什么火会冒出烟来?

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木炭是在没有氧气的情况下将木材加热到高温而产生的。
金正日斯蒂尔/盖蒂图片社

假设你有一个很好的它已经燃烧到你所看到的是一堆炽热的“发光的余烬”。火仍然产生大量的热量,但它根本不产生烟。你可以从壁炉里的原木开始或者从木炭开始。如果你现在把一块木头,甚至一张纸,扔到火上,你会注意到,当新的燃料加热时,会产生大量的烟雾。然后,突然间(通常伴随着一声小的爆裂声),它燃烧起来,烟消失了。

如果你有壁炉或木火炉,或者你周围有很多营火,这个小场景对你来说很熟悉。它能告诉你很多关于烟的信息——让我们看看发生了什么。

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你可以在任何一块木头上找到四样东西:

  • 新砍的木头含有很多(有时超过一半的重量是水)。干燥的木材(放置一年或两年的木材)或窑干的木材含水量少得多,但仍然含有一些水分。
  • 挥发性有机化合物-当树活着的时候,它的细胞中含有汁液和各种挥发性碳氢化合物。如果你读过食物是如何工作的在美国,你知道纤维素(木材的主要成分)是一种碳水化合物,这意味着它是由葡萄糖构成的。如果一种化合物在加热时蒸发,它就是“挥发性的”。这些化合物都是可燃的(毕竟,汽油和酒精都是碳氢化合物——木材中的挥发性碳氢化合物以同样的方式燃烧)。
  • -灰是树细胞中的不可燃矿物质,比如钙、钾和镁。

当你把新鲜的木头或纸放在火上时,你看到的烟就是那些挥发性碳氢化合物蒸发从木材。它们在大约300华氏度(149摄氏度)的温度下开始蒸发。如果温度足够高,这些化合物就会燃烧起来。一旦它们开始燃烧,就不会产生烟雾,因为当它们燃烧时,碳氢化合物会转化为二氧化碳和水(两者都是看不见的)。

这就解释了为什么木炭火(或烧成余烬的火)看不到烟。木炭是在没有氧气.也就是说,你把木头放在一个密封的钢盒或粘土盒里,加热到大约538摄氏度,这个过程会赶走所有的挥发性有机化合物,只留下碳和矿物质(灰)。当你点燃木炭时,燃烧的是纯碳.它与氧气结合产生二氧化碳,大火结束后留下的是灰烬——矿物质。

煤制焦炭也是一样。可口可乐是在无氧条件下加热的煤,以赶走有机物。这个过程产生的烟雾实际上非常有价值——它含有煤焦油、煤气、酒精、甲醛和氨等物质。所有这些化合物都可以从烟中蒸馏出来使用。你可能听说过甲醇(酒精的一种)被称为"木醇“它过去是用木材的烟蒸馏出来的。

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