1斤木头燃烧后只剩不到1两的灰,另外9两多去哪里了?
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发布时间：2023-03-14 01:42
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热心网友
时间：2023-10-22 00:22
在日常生活中，我们会经常看到木头燃烧的现象，假如稍微仔细一点观察，我们就会发现当一块木头充分燃烧后只会剩下一点点的灰烬，通常情况下1斤木头燃烧后只剩不到1两的灰。那么问题就来了，除了这些灰烬之外，另外的9两多的物质哪去了？
其实在很久很久以前，人们就在思考这个问题了，在探索的过程中他们也给出了很多理论来试图解释这一现象。在这些理论中，最有名的就是“燃素学说”了，该理论是1703年由德国化学家施塔尔在总结了前人的经验后提出来的，他认为木头燃烧后所失去的物质就是“燃素”，这种“燃素”是非常细小的微粒，它们可以存在于万物之内，也可以弥散在空气之中，当大量的“燃素”聚集起来时，就能够形成火焰。
在随后的几十年时间里，“燃素学说”在化学界里大行其道，直到1756年，*化学家洛蒙诺索夫在实验中将锡置入密封的容器里进行煅烧，然后发现容器里的物质在煅烧前后没有发生任何的质量变化，并且经多次实验后，他得出的结果都是一致的，于是他就对“燃素学说”提出了质疑，自此“燃素学说”在化学界里的地位就受到了挑战。
1777年，法国著名化学家拉瓦锡通过同样的实验得出了同样的结果，这也正式宣告了“燃素学说”的终结，而取代它的则是“质量守恒定律”，这个定律指出，质量不能被创造，也不能被消失，在一个孤立系统中，不管发生什么变化或过程，其质量的总量永远都不会改变。
那么木头燃烧后减少的质量哪去了？难道质量不是守恒的吗？
世间万物都是由各种元素构成，一块普通木头的主要成分为木质素、纤维素、半纤维素等有机化合物和一定的水分，其元素比例大概为：碳（44%）、氧（42.5%）、氢（6%）、氮（0.5%），其他的则为一些微量元素如钾、钙、铁、镁、铜、锌、磷、硫……等等。木头燃烧的过程其实就是一系列的化学反应，其中涉及的化学反应方程式大致如下图所示。
我们可以看到，理论上来讲这些化学反应的最终生成物都是气体（反应中生成的水会在高温环境下变成水蒸气），它们会迅速地弥散在空气中，而我们所看到的灰烬，其实就是木头中没有参与燃烧反应的残渣，比如说一些微量元素或者是无机盐等等。当然，对于没有完全燃烧的木头，还会剩下更多的物质。
燃烧的木柴
因此可以说，根据“质量守恒定律”，木头燃烧前后的质量并没有改变，而之所以1斤木头燃烧后只剩不到1两的灰，只不过一些物质在这个过程中转变成了我们看不到的气体物质而已。
然而问题到这里还没有讨论结束，因为著名物理学家爱因斯坦又指出，质量只是物质的一种属性，它可以和物质的另一种属性——能量以一种非常确定的当量关系进行互相转换。也就是说，在一个孤立系统中，只要有能量的变化就一定伴随着质量的变化，反之亦然。
木头在燃烧的过程中会释放出光和热，这说明了木头燃烧产生了能量，根据爱因斯坦的理论，这必定会造成质量的损失，损失了多少呢？根据质能方程 E = MC^2，可以得出这个损失的质量（M）等于木头燃烧所释放出的总能量（E）除以光速常量（C）的平方。
尽管这个损失的质量是一个非常非常小的数字（1斤木头燃烧后大约会出现 1.5 x 10^-10 克的质量损失），但这对于严谨的科学而言是不可忽视的，正因为如此，现代科学将“质量守恒定律”和“能量守恒定律”通过质能关系合并到了一起，统称“质能守恒定律”。
至此我们就可以给出这个问题的准确答案了，那就是木头燃烧后减少的质量，绝大部分都没有真正的消失，它们只是从一种物质转化为另一种物质，但是在这个过程中，还是有极小的质量是真的消失了，因为它们转化成了能量。
热心网友
时间：2023-10-22 00:22
热心网友
时间：2023-10-22 00:22
热心网友
时间：2023-10-22 00:23
自然界中木头的主要成分是碳，在燃烧时会与空气中的氧气结合，生成一氧化碳和二氧化碳等碳氧化合物挥发到空气中。
