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火焰为什么有不同的颜色?火焰背后的科学原理!
你一定见过很多种颜色的火焰,有红色的、黄色的、蓝色的,甚至还有绿色的、紫色的。你有没有想过,为什么火焰会有这么多种颜色呢?这些颜色是怎么产生的呢?今天,我们就来揭开火焰的颜色之谜。
我们要知道,火焰是什么。火焰是一种燃烧现象,是可燃物和氧气在高温下发生化学反应时放出的能量和光。比如,当我们点燃一根蜡烛时,蜡烛上的蜡就是可燃物,空气中的氧气就是氧化剂,它们在蜡烛芯上发生反应,就产生了火焰。
那么,火焰为什么会发光呢?这是因为火焰中的物质在高温下会向外辐射出各种波长的电磁波,其中有一部分是我们能看到的可见光。而不同波长的可见光,在我们眼中就呈现出不同的颜色。
那么,火焰中的物质为什么会辐射出不同波长的电磁波呢?这主要取决于两个因素:一是火焰的温度,二是火焰中的元素种类。
我们先来看看温度对火焰颜色的影响。
温度与火焰颜色
我们都知道,物体越热,就越容易发光。比如说,铁锅在火上加热时,会从黑色变成红色,再变成白色。这是因为物体在高温下会发生一种叫做黑体辐射的现象。黑体辐射就是物体向外辐射出各种波长的电磁波,其中包括了可见光。而不同波长的可见光,在我们眼中就呈现出不同的颜色。
根据一个简单的道理,物体温度越高,所发出光的波长就越短,也就越偏蓝;而温度越低,所对应的波长就越长,也就越偏红。所以,当物体温度达到3000度左右时,就会发出红色的光;当温度达到4000度左右时,就会发出黄色或白色的光;当温度达到5000度到6000度左右时,就会发出青色或蓝色的光;当温度达到7000度以上时,就会发出紫色或紫外线。
火焰也是一种高温物体,所以它也会发生黑体辐射。因此,火焰的颜色也会随着温度的变化而变化。一般来说,在地球上常见的燃烧现象中:
红色火焰:红色火焰通常是最冷的火焰,温度在800度到1000度之间。
黄色火焰:黄色火焰比红色火焰稍微热一些,温度在1000度到1200度之间。比如木头或蜡烛燃烧时产生的黄色火焰。
白色火焰:白色火焰比黄色火焰更热一些,温度在1200度到1500度之间。比如酒精灯或乙醇灯产生的白色火焰。
蓝色火焰:蓝色火焰通常是最热的火焰,温度可以达到1700度以上。比如天然气或液化石油气燃烧时产生的蓝色火焰。
但是,并不是所有的蓝色火焰都比黄色火焰更热。有时候,即使温度相同或者更低,也可能产生蓝色或其他颜色的火焰。这就涉及到了第二个因素:元素种类。
元素种类与火焰颜色
除了黑体辐射外,还有另一种发光机理叫做电子跃迁。电子跃迁是指原子中的电子在不同能级之间跳跃时吸收或释放能量的过程。每种元素都有自己特定的能级结构和能级差,在电子跃迁时所吸收或释放能量也不相同。因此,在电子跃迁时所发出或吸收光的波长也不相同,在我们眼中就呈现出不同的颜色。
这种发光机理在实验室中常用来检测某种金属离子是否存在于样品中。这种实验叫做焰色反应。在实验中,将含有金属离子的样品放在无色火焰上灼烧,就可以观察到火焰呈现出特征的颜色。比如钙是砖红色,铜是绿色,钾是紫色,钠是金黄色。这也是为什么如果洒了一些氯化铜到火焰上时,被洒到了区域的火焰就变成了绿色了。正是利用这种性质,我们才可以看到五颜六色的焰火。
而当天然气、液化石油气或者氧炔焰燃烧时,显然其中不会含有金属离子,可是为什么也是蓝色的呢?这是因为这些燃料都是含有碳和氢的有机物,在燃烧过程中,会产生一些含碳或含氢的自由基,比如CH或者C2。这些自由基在电子跃迁时会发出蓝光或绿光,因此火焰呈现蓝色。
火焰的颜色是一种奇妙的现象,它反映了火焰中物质的温度和元素种类。通过了解火焰颜色的形成原理,我们可以更好地掌握燃烧的过程和条件,并且欣赏火焰的美丽和神秘。下次你看到不同颜色的火焰时,你就可以用科学的眼光去分析和理解它们了。
五行的颜色,色彩世界中的金木水火土
金木水火土五行涵盖了世间万物的种种特性,从实际可探的到看不见摸不着的,均具有五行的内涵之意。作为我们肉眼可见的东西中最熟知的莫过于色彩,我们每日都会见由各色各样的东西组成的视觉世界,而这些色彩本身也是五行力量的体现。
五行对应的五种颜色分别是木-青、火-赤、金-白、水-黑、土-黄。《尚书·虞书·益稷》中有言:“以五采彰施於五色,作服,汝明。” 孙星衍疏中说:“五色,东方谓之青,南方谓之赤,西方谓之白,北方谓之黑,天谓之玄,地谓之黄,玄出於黑,故六者有黄无玄为五也。”中国神话中女娲补天用的五色石也分别对应青、赤、白、黑、黄五色。这说明中国传统文化中对于颜色的定义与五行理论息息相关,那为什么偏偏选择了青、赤、白、黑、黄这五种颜色对应木火金水土这五行呢?同时,五色又是如何与五行一一对应起来的呢?接下来就有我给大家分享一下。
五色
1、五色与色彩斑斓的视觉世界
五行对应的五色分别是青、赤、白、黑、黄,用现在的话来说就是蓝、红、白、黑、黄。仔细看不难得出这五种颜色可以分为两类:三原色(红黄蓝)和黑白。三原色是各种彩颜色的最基本单位。黑白两色则是非彩色的最基本单位,同时也是所有色彩明暗程度的标尺。而五色本身能量的大小又是“饱和度”这一概念的体现。所以色彩三要素便由五色完整地体现出来了。
色彩三要素是色相、饱和度和明度,是颜色的基本性质,也是所有颜色都必须具有的特性,有了色彩三要素才能算是颜色。
色相:顾名思义就是颜色的相貌,比如黄色,红色,蓝色,可以理解为颜色的类型。
明度:平衡色彩亮与暗的一个指标,当明度最大的时候就是白色,明度最小的时为黑色。
饱和度:颜色的鲜艳或鲜明的程度,饱和度高可以理解为红的更红、绿的更绿,色彩的程度更明显。
色彩三要素
所以五行对应的五色构成了颜色所需要的三种要素,也是万千色彩的基本组成。在物理层面上,五色是颜色之母,所有颜色皆可由五色衍生。
2、五色与五行本质
木-青、火-赤、金-白、水-黑、土-黄的对应关系其实是五行本质在色彩上的反映,那是如何反映的呢?接下来我们一起看看吧。
木对应青色,青色清脆而不张扬,伶俐而不圆滑,清爽而不单调,象征着坚强、希望、古朴和庄重。清脆伶俐是木曲直屈伸特点的体现,不单调的清爽以及希望的象征是木生发特性的体现。青色按照我们现代人的分类是蓝色和绿色的结合,而蓝色经常象征水,绿色则是草木的颜色,草木加上水,代表着万物生长、生生不息。伶俐清爽和希望代表着时间发展上的动态(阳),古朴庄重代表着物质空间上的静(阴),此为少阳(阳上阴下)之象,是木的象征。而这些均是“木”本质的象征,即“整体存在”之意,同时从宇宙中看地球是个蓝色的星球,在古人的眼里,地球就是他们的世界,所以地球是世界的整体,也有“整体存在”之意,符合木的本质。
木之青色
火对应赤色,赤为红,红色代表着吉祥、喜庆、热烈、奔放、勇气、斗志、革命、轰轰烈烈、激情澎湃等,也代表积极乐观而热情,情绪明显波动,真诚主动,勇于挑战。是一种好动且积极向上的颜色,在时间发展与物质空间均表现为动(阳)的力量,为太阳,这些都符合“火”的本质——“运动变化”。同时红色象征着火焰,火焰也一样具有“火”的性质。
火之赤色
金对应白色,白色象征明亮干净、畅快、朴素、单纯、雅致、贞洁、寒冷与严峻,其实这些形容词都突出了一个特征——纯净。纯净乃无瑕疵污浊,乃利落不拖泥带水,纯粹清净如同金之肃杀和凌冽的特性。符合金的本质——“影响效果”
金之白色
水对应黑色,黑色有深远幽妙之义,庄重而神秘,这种深远幽妙和庄重的感觉是静(阴)的力量,为太阴;而将所有颜色混合在一起后我们会得到黑色,说明黑色是各种颜色的终归和根,是万千色彩世界潜藏的另一面。这些均符合水的本质——“组成成分”,黑色就像影子一样参与了所有色调的构成,就算是白色,也是黑的反面,就像镜子一样倒映出黑色优雅庄重的性质。
水之黑色
土对应黄色,黄色给人愉快、辉煌、温暖、充满活力、丰收与希望的感觉,这种感觉是和谐且融洽的,此为阴阳相和,符合古人对五行中土的理解(土旺四季,土贯穿始终,联系金木水火也承载金木水火)。同时愉快、温暖与充满活力都是和谐关系的象征,而丰收与希望则表现了一种承载一切的力量(青色的希望是一种蓬勃生长的力量,黄色的希望是一种温暖而有力量支持的力量,这种力量与支持就是承载与和谐关系)这些是土本质——“结构关系”的体现。
土之黄色
注:上述中对五行本质的解释是来自于万物之元素——五行的本质及象征
3、五色的来源与地理位置之间的关系
五色的概念来源于古人对世界的理解,有关五色为哪五种颜色的最早记载则在《周礼·考工记》:“杂五色,东方谓之青,南方谓之赤,西方谓之白,北方谓之黑,天谓之玄,地谓之黄”。而《三辅黄图》称,苍龙、白虎、朱雀、玄武,天之四灵,以正四方。即左青龙、右白虎、前朱雀、后玄武,四大灵兽镇守东西南北四宫,辟邪恶、调阴阳,为四方之神。《淮南子》提到五龙之一的黄龙,也即应龙位居中央,乃四兽之长。而苍龙、白虎、朱雀、玄武以及应龙分别对应木、金、火、水、土。
那古人为何认定东青、南赤、西白、北黑、中黄,除了五行理论上的解释之外,还有就来自于古人对自然现象的观察。华夏文明起源于中原大地,自然以此为认知的中心,向东为东方、西为西方、南为南方、北为北方。同时古人交通能力有限只能徒步或是利用动物行进,在路上也只能以观察地面自然景观作为认识世界的手段,而在地面自然景观中土地土壤就是最明显的观察对象,所以青、赤、白、黑、黄五色的来源也一定与东南西北中这五个地方的土壤特点存在密切关系。
最好的证据就是明朝建立的社稷坛,社稷坛中分别用来自东方的青色、南方的红色、西方的白色、北方的黑色及中原大地的黄色五种不同颜色的土壤,表示普天之下莫非王土。而这些土的颜色及来源正一一与五行相对应。而且我们以中原大地为中心,分别向东南西北走就可以发现,东南西北方的主要土壤类型恰巧与五色相对应。
其中东方最终会到大海,虽然大海不算是土壤,但却也是地上的东西,是古人能看到的能给出定义的,而大海是蓝色,蓝对应青。同时青色的土壤叫潜育土,因为长时间缺氧处于还原态,使得里面的铁变为二价亚铁的氧化物,呈现出青灰色,而这种潜育土最容易出现在长江中下游平原中的水稻土下层,而长江中下游平原恰巧位于中国东方,且是较容易从中原出发所到达的地方。
中原地区的西方正是现在的甘肃省中南部,土壤类型以淡黄发灰的灰钙土为主,淡色且发灰相比较其他地方的土,此为白土。同时西部地区土壤易沙化,也会形成颜色较浅的土壤,呈现白色色调。
南方和北方就不用多说了,中国南方地区常见的红壤和东北地区的黑土地就是最好的证明。
4、小结
中国传统文化中青、赤、白、黑、黄五色不是随随便便选出来的五种颜色,它们是色彩世界的基本构成;是五行理论精华的外在体现;是客观世界、四方大地的真实表现;更是中国古人那深不可测的智慧和传统文化博大精深的体现!
火的形体与运用《拾》
在现实世界中,声音本身是没有形状也没有颜色的,但是却能在其他物体上得以表现;火焰没有固定形状,但却能够表现在木柴、煤、油、气等各种各样的物品上;颜色也是没有固定的形体,同样是可以表现在花草树木世间万物之中。因此在金、木、水、火、土这五行之中,只有火没有形体,却运用无穷。自以先人们拥有了火之后,文明就开始萌芽。
体用、五行都是中国古代朴素的哲学思想。“体”指事物的本体,“用”指事物的表现、用途。像声音、火焰、色彩这样的东西,都是没有具体的形体,比如我们只能说什么物体是什么颜色,而不能脱离某一物体,把颜色单独地抽离出来,而说颜色本身是一物体。但是声音、火焰、色彩,又都有它们的表现,所以它们都是无“体”而有“用”。在五行中,金、木、水、土四种性质,都能表现为具体的形体,如金属、木材、水流、泥土,只有火摇曳不定,不能脱离性燃料而单独存在。但是,火存在的意义却重大而非凡,它带来光明和温暖,如果离开了火,这个世界将陷入黑暗!#每日抄书打卡#
市电电源线颜色一般如何区分?电工是有口诀的
笔者的认知一般就是红色代表正电(火线),蓝色代表负电(零线),双色交互的就是底线。可笔者生活中实际遇到时,各种颜色的线都有,原来电工是有诀窍的:火线须用黄绿红,零线就用黑与蓝,地线黄绿双色线。
不过平时还会出现一些其他颜色,比如,橙色、黑色、黄色、白色、灰色等。一般橙色、黑色、黄色是火线,灰色、白色就是零线。
记住这些一般电线使用的规则,平时我们自己在修理,安装线路时还是会用到的,也为下次修理提供便利。
日常生活中更换墙壁插座,接个插线板,自己换个吸顶灯基本都会用到,不能这些小碎活也要找专业电工来做吧,一次两次找熟人帮忙还可以,但不是长久之计。毕竟家里的数码产品,家电产品越来越多,使用频率高,线路周边出现一些故障频率也会增加,小问题还是要自己动动手解决。
说说笔者家里翻盖房子时,电工给买的电线:
主干线火零线,6平方的红、蓝两色,地线用的4平方绿线。
插座线火零线,4平方的绿,蓝两色,地线用的2.5平方黄线。
接灯照明线用的是2.5平,主要是黄,绿。
一般电工不会三种颜色线都购买的,基本大方向按照规矩来,地线一般就是采用小一号的线,主要考虑不浪费线缆。
说笔者自己更换墙壁插座,插线板,接照明灯时的操作,笔者一般都是那种“电笔”先测哪个是火线,哪个是零线,然后再断开道闸接线,因为,我家里一般地线都是小一号的,所以也不会出错。
接插线板三色线,一般还是按照规矩来,L火,N零,E地(一般都是图标)。如果家里只有一种线,我一般把火线两头儿用胶布单独缠绕一圈标记一下。
用电安全大家一定要重视,记好一般规则,为以后修理提供便利,当然像测电笔,剥线钳、电工胶布等工具还是要准备好。
发射神舟飞船的运载火箭都用什么燃料?请看升空时烟雾的颜色
#头条群星10月榜#
运载火箭以可靠、安全、经济为主要设计原则,采用无毒环保、价格便宜、比冲(是对火箭推进剂利用效率的一种描述,指单位推进剂的量所产生的冲量)较高的液氢、液氧或液氧煤油发动机,还有固体燃料发动机。
火箭是火箭发动机喷射工质产生的反作用力向前推进的飞行器。它自身携带全部推进剂,不依赖外界工质产生推力,可以在稠密大气层内,也可以在稠密大气层外飞行,是实现航天飞行的运载工具。飞船之所以能够腾空升起,依靠的是化学推进剂。化学推进剂包含了燃料和助燃剂 (氧化剂),燃料燃烧为飞船提供动力,氧化剂则为燃烧的过程供氧。在发生反应的过程中,会产生大量的烟雾。
而透过这烟雾的颜色,大体是能够分辨出用的是什么燃料,因为能够应用到火箭发射的燃料就那么几种组合。
1、尾焰颜色是从黄色渐变到蓝色,温度越来越高,极有可能采用的煤油液氧燃料。由于煤油燃烧会有少量固体颗粒,因此火焰通常也更加明亮而不透明,我国的主力发动机YF100,就是这种推进剂。
近年我国陆续问世的新一代运载火箭,采用了液氢、液氧、煤油等绿色燃料,对环境基本不会造成影响,但存储和加注工作则更加复杂。
当然,此煤油非彼煤油也,一般的航空煤油也是不可取的。
2、火箭的周围常常会看到淡淡的棕黄色烟雾,尾部都是冒红烟,动力燃料都是偏二甲肼,常规氧化剂为四氧化二氮。产生‘红色火焰’是因为,火箭的燃料是四氧化二氮、偏二甲肼。发射时,低温的四氧化二氮在常温下具有强氧化性,分解成红棕色的二氧化氮气体。伴随着火箭起飞,这就是大家看到的红烟。
虽然四氧化二氮是无色的,但它容易分解为红棕色的二氧化氮。二氧化氮再与空气中及燃烧产生的水汽混合,就呈现出了棕黄色的烟雾(气液混合形成的雾的比例大一下,烟主要是固体尘粒)。
运送神州系列飞船的长征二F型火箭所使用的化学推进剂,动力燃料都是 偏二甲肼,常规氧化剂为 四氧化二氮。这种燃料的优点是不需单独进行点火,火箭发射时只要将这两种液体在发动机燃烧室混合即可。
3、点火起飞时,会看到大量的白色气体,尾部喷吐的就是“白色火焰”。液氢液氧燃料这是因为火箭使用的是冷藏的液氢液氧低温燃料,液氢温度为零下253摄氏度,液氧为零下183摄氏度。这些燃料使得火箭内部是远远低于冰点的超低温,在与外界空气接触时,就好像夏天在屋里放了一块冰。虽然火箭外壳有真空隔绝层进行保温,但还是会看到少量白烟。这是最清洁的火箭燃料,反应产物是水蒸气,也是未来火箭燃料发展的趋势之一,不过其推力尚不如煤油-液氧发动机给力。
我国长征五号主发动机推进剂便是液氢液氧,因为-252℃液氢和-183℃液氧的贮存状态,长征五号又被称作“冰箭”。
4、火焰的温度很高,呈蓝色,基本上采用的是液氧甲烷燃料使用液氧-甲烷组合 ,甲烷本身很容易获得,天然气主要成分就是甲烷,还有沼气里也有大量甲烷。甲烷完全燃烧时产生蓝色火焰。
5、冒橙褐色的烟,则是采用的固体火箭燃料现代固体火箭推进剂成分包括高氯酸铵作为氧化剂铝粉作为燃料,端羟基聚丁二烯、聚丁二烯丙烯腈(PBAN)等聚合物作为粘合剂添加RDX等高能炸药增强,当然还有各种稳定剂辅助。固体燃料的燃烧产物有大量固体颗粒,所以火焰明亮不透明。
具有操作简单,发射速度快的固体运载火箭长征十一号使用的是固体推进剂,其中含有碳或碳氢化合物,在点火发射时,火箭尾部喷涂着“橙褐色的火焰”。
【冒白烟的原因】新一代运载火箭是采用无毒无污染的液氢、液氧、煤油作为燃料,液体和气体状态的氧都是无色的,燃料的燃烧会带来少量白烟,会看到大量的白色气体,尾部喷吐的就是“白色火焰”。所以火箭发射升空时,会看到白烟。
据科学家介绍,新一代运载火箭的发射塔上,设有一个能容纳近千吨水的水箱,在火箭发射时,水箱中的水通过“大流量喷水降温降噪系统”技术,在火箭飞到5米高以后向箭体尾部火焰中心喷水,喷水量达400吨,这些水会在瞬间被气化。
400吨水的另一个重要功能是降低噪声。火箭点火时,噪音巨大,而此时火箭的上升速度又极慢,所以,能量巨大的声波有可能会破坏火箭本身。为了减弱噪音,需要在其发射时从一定的角度大量喷水。
零线和地线你分得清楚吗?分不清楚小心触电
大家好,我是李工,希望大家多多支持我。
先问一个问题,大家都能分清楚地线和零线吗?怎么区分地线和零线?分不清楚就很容易触电,还容易造成电器损坏,等发生危险,后悔就晚了,希望大家都要注意好家庭用电的安全,谨防触电。
地线和零线的区别
1、地线和零线这两个是完全不同的概念,不能互换或者混接。
2、地线的对地电位为0,是属于就近接地。
3、零点的电位不一定为0。零线是在最近的变电所接地,和本地的接地可能会存在一定的电位差。
4、零线有时候会电人。当火线(相线)有电,但设备不工作时,可能是零线断了,从断点靠近设备 一端都是带220V电,和火线(相线)一样。
5、地线一般上不会电人,除非很糟的情况,设计者不懂,或者产品本身就没有经过严格的处理。
6、如果电路中有零线和地线的话,中间会有一个高耐压电容。
如何区分地线和零线
1、通过颜色来区别
不过这个方法只是供参考一下,因为有些会不按标准用线。
火线(L):黄色、绿色、红色
零线(N):黑色、蓝色
地线(PE):黄绿色双线
3孔插座,一般都是左零右火,中间接地。
火线、零线、地线颜色区图
2、用符号标记+电笔测量
火线是带电的,地线和零线是不带的,家用两插孔的插座里有一根火线,一根零线。用电笔能测出带电来的是火线,不带电的是零线。
三插孔的插座里才有地线,地线要连接在用电器的外壳上,以防止电器漏电使人触电伤亡。标有L标记的点是接火线的,N标记的是接零线的,地线有个专门的接地符号。
三孔插座零线、地线、火线区分图
3、在总线上装一漏电断路器。
用一灯泡接在火线和零线或者火线和地线上,如果漏电器动作说明是地线,否则是零线,测试时要注意安全,可能会有小火花,这个的话一定要做好准备,不然会吓一跳。
楼电器图
4、带电与不带电+测量
在电器安装时,先用电笔区分出火线和零线。
如果进户线只有两条,其中一条是火线,另一条是零线。
区分时,人体要跟大地没有任何直接接触,单手握住电笔,不能接触笔尖的金属部分,但手指要接触笔尾的金属,将笔尖分别接触两条导线的金属部分。
如果只有一条能使电笔的氖泡发光,则这根就是火线。
如果两条都不能使电笔的氖泡发光,可能是没接触到金属部分或没接通电源,或电笔坏了,或手指没接触笔尾金属部分。若两条都能使氖泡发光,则是零线断开了。
电器零线、火线、地线区分图
5、电笔测量开关处
1)通电,用电笔测,会亮的全是火线
2)将总开关处的零线断开,只接通火线,将家中的灯打在开的的位置,用电笔测,刚才不亮,现在亮的全是零线
3)剩下不亮的全是地线
电表测零线、火线、地线图
最简单的,拿个220V的灯泡,用电笔确定火线后,分别用亮棵线和火线接在灯头上,从亮度上就可以区别零线和地线,亮的是零线,稍微暗一点的是地线。
利用灯泡测火线、零线、地线图
地线和零线接错的后果
1、因为是交流电,所以火和零互换对电器没什么影响,但面对3孔插座,左零右火,主要是为了维修使用。最好还是别换。
2、零和地线接反或混接,会比较危险。地线不能接到零线上,否则会导致设备外壳带电。一般设备正常时外壳几乎是不带电的。
三相电路图
3、进户的地线可以临时做零线用(这样电表不转,属于偷电),但如果你想做长久的用,有许多不利因素。如:由于接地环境的变化(雷雨、湿度等)导致电压不稳,变电所因素使火线对地电压达到380V等,都能导致用点设备很容易受到影响及严重损坏。
在家里用电中怎么添加地线?
地线在家庭用电中是十分重要的,但有些地区的供电网中没有地线,可以用如下方法补救。在屋外找一个地方,拿一条50-70mm宽,1-2米长的角铁打入地下,然后把地线连接到该角铁上,连接时最好用螺栓固定,连接电线尽可能粗一点,6-10平方毫米,要再减低接地电阻可以在角铁周围再灌注一点盐水。
当然尽量还是请专业的人来操作,家庭用电一定要注意安全。
大家好,我是李工。而立之年,三十岁的身体,00后的心,关注我,大家一起聊聊电子元器件。
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地线和零线的区分大家都会了吗?关于我说的,大家有什么建议或者意见,欢迎大家来评论区补充留言。