ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Дмитрий Кравченко / Запись

ОГОНЬ -- ЭТО НЕ ПЛАЗМА :(

dims
14.08.2006
16:17
Всегда нравилось считать, что 4 агрегатных состояния вещества соответствуют 4 стихиям средневековья. Но сейчас померял сопротивление пламени свечи тестером и никакой проводимости не заметил. Хотя воду и человеческое тело он легко чувствует. Получается, что пламя -- это никакая не плазма, а просто разогретые газы, которые светятся точно так же, как раскалённый гвоздь.

Есть ли вообще какие-либо электрические или магнитные свойства пламени свечи, которые можно обнаружить в бытовых условиях?
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

14.08.2006 16:39#
spark
Огонь -- это не плазма :(
Утверждается, что если взять две пластины из разных металлов, расположить их параллельно и в зазоре между ними пустить пламя свечи, то нмежду пластинами возникнет разность потенциалов в доли вольта. Т.е. пламя должно работать как некая "газовая батарейка". Сам не проверял.
15.08.2006 05:32#
bozox
Огонь -- это не плазма :(
Хоть какие подвижные заряды есть - будет работать. :) Только это называется не плазма, а электролит. :) Начиная с какой примерно степени ионизации физики горячий газ плазмой зовут? А то в сантимолярном растворе чего-нибудь такого - скажем, серной кислоты - тоже будет схожее наблюдаться, но концентрация ионов там кот наплакал, сотые доли мольного процента.
14.08.2006 17:57#
Огонь -- это не плазма :(
Если один из проводов, идущих к утюгу(~ 1 KW), разорвать и подключить к двум стержням, отстоящим на 5-10 мм друг от друга (стержни лучше графитовые, металл плавится) и внесенным в пламя, получите красивую дугу. (развлечение школьных лет ;).
Меры электро и пожаробезопасности крайне желательны.
14.08.2006 23:39#
n0isy
Огонь -- это не плазма :(
Хе-хе. а как же разность металлов? попробуйте померить разными по материалу щупами хотябы...хотя у меня есть сомнения большие по этому поводу... тут дело вроде бы должно быть в разности температур...
15.08.2006 00:26#
Огонь -- это не плазма :(
Пламя свечи не обладает требуемой температурой, чтобы целиком ионизировать продукты горения. Тем не менее ионизация все-же имеется.

Попробуйте такой опыт: включите тестер в режим микроамперметра, один щуп присоедините к чему-нибудь массивному или плотно зажмите в руке. А второй внесите в пламя свечи и попробуйте перемещать пламя в месте с щупом вверх и вниз. Прибор покажет наличие тока. Где-то я читал, что на каждый метр от земной поверхности разность потенциала возрастает на 200 вольт. Видимо пламя облегчает сбор зарядов распределенных в объеме воздуха.

Наэлектризованный предмет потеряет свой заряд, если будет касаться пламени.

Читал, что пламя свечи должно избегать очень сильного магнитного поля - не проверял.
15.08.2006 10:00#
timac
Плазма бывает разной, в том числе слабоионизованной, как...

Плазма бывает разной, в том числе слабоионизованной, как пламя. Температура пламени T~1000 C ~0,1 эВ, что много меньше потенциалов диссоциации и ионизации I~5-15 эВ. Степень ионизации (отношение концентрации ионов к концентрации всех ядер, включая ионы и атомы) в термодинамически равновесной плазме определяется уравнением Саха, где при I>>T главным является экспоненциальный множитель exp(-I/T) <<1, так что степень ионизации оказывается очень малой, т.е. свободных электронов много меньше, чем атомов(молекул) газа. В слабоионизованной плазме проводимость определяется столкновениями электронов с нейтральными атомами и слабо зависит от температуры. Поскольку электронов мало, то и проводимость маленькая, много меньше, чем у металлов, так что сравнивать проводимость с металлами и электролитами, такими как вода и кожа, не совсем корректно.

Как тут уже сказали, корректнее измерять малый ток, чем большое сопротивление. Можно поэкспериментировать с разрядом конденсатора, с влиянием постоянного магнита, т.к. проводимость плазмы сильно подавляется поперек магнитного поля.

А обнаружил проводимость пламени еще Александр Вольта в 1787 году :)

15.08.2006 12:45#
dims
Мне кажется, что прибор (тестер) всегда измеряет ток, только...
Мне кажется, что прибор (тестер) всегда измеряет ток, только по-разному это интерпретирует. Я измерял сопротивление пламени, поставив его в режим измерения сопротивления, на максимальную чувствительность. При этом тестер, очевидно, пускал через цепь ток от батарейки, имеющейся у него "внутре", и мерял ток. А мне показывал мегаомы. И показал строгий ноль. Это означает, что на пределе своих сопосбностей тестер ничего "не заметил". Было бы странно, если в другом режиме результат оказался бы иным. Потому что почему тогда разработчики не сделали шире шкалу сопротивлений?

Как же Вольта-то умудрился?
15.08.2006 18:58#
bozox
Если показал строгий ноль МОм, это значит - пламя идеальный...
Если показал строгий ноль МОм, это значит - пламя идеальный проводник. :) Вы сделайте шкалу поменьше, может, и намеряете конечное сопротивление.

Или, может, все же не ноль, а бесконечность?
15.08.2006 21:51#
dims
Тьфу, ну да, бесконечность. :) Хотя уже теперь придётся...
Тьфу, ну да, бесконечность. :)

Хотя уже теперь придётся перепроверять, наверное. Но я точно помню, что держал щупы недалеко друг от друга и вносил в пламя. При этом ничего на экране не менялось. То есть, он показывал то же, что и на воздухе. А на воздухе он показывает бесконечность.
17.08.2006 09:25#
Я неслучаенно сказал про распределение потенциалов в...
Я неслучаенно сказал про распределение потенциалов в воздухе. Если сотни вольт дают микроамперы, то какой ток может быть от батарейки 9 вольт? Я сам проделывал этот опыт, без пламени свечи эфект тоже имеет место но гораздо меньше и мне кажется, что нельзя исключать наведенный другими заряженными объектами ток.
15.08.2006 21:43#
sh18
Плазмой называют ионизованный газ в котором выполнены еще...

Плазмой называют ионизованный газ в котором выполнены еще несколько условий. Первое - характерный размер должен быть больше так называемого радиуса экранирования, или радиуса Дебая. Второе - должны быть существенны коллективные (волновые) явления. Это, кажется, выражается как: частота характерных (плазменных) колебаний должна быть больше чем единица на время между столкновениями. Точнее, это требования к "классической" плазме, остальное тоже берут в плазму, но неклассическую ))

И насчет формулы Саха: экспонента там, конечно, очень мала, но в формуле есть еще один множитель, и он очень большой. Это отношение статвесов, для первичной ионизации это отношение статвесов свободного электрона и связанного в атоме. Вот это отношение огромно (примерно это означает, что конечно, оторваться электрону при низкой температуре очень тяжело (но все-таки отрываются иногда), но вот попасть назад в атом ему может оказаться еще сложнее – не найдет! )) Точнее, оно огромно при достаточно низкой плотности и там высокая степень ионизации достигается уже при достаточно низких температурах. Что касается пламени свечи … я попытался посчитать. При температуре 0.1 эв (1300К) и энергии первой ионизации 10 эв степень ионизации получилась порядка 10-4. Но уже при 7 эв для потенциала первой ионизации получается практически 100% ионизация (e30 – очень большая штука…) Может, и ошибся, давно этим занимался… Вернее, наверняка не совсем правильно, это была формула для равновесной плазмы (в частности, она должна быть непрозрачной)  Но, похоже, при энергии ионизации порядка 5 эв - мне кажется должно быть что-то около, степень ионизации может быть достаточно заметной

15.08.2006 22:35#
Огонь -- это не плазма :(
Точно не помню, но вроде есть такая вещь как электрический ветер, если конец заряженой иголки внести в плямя свечи, то пламя отклонится, и иголка разрядится гораздо быстрее, чем просто в воздухе. Где-то я видел такой эксперимент: колечко на ободках которого размещеный иголки, всю систему ставят как в компасе на упор, затем иголки заряжают и ставят свечу под одну из иголок. Ну и это все как будто должно вращаться. (наверное, чтобы это увидеть, всю систему еще надо накрывать аквариумом=)))
Другой эксперимент - прицепить к магниту гвоздь и нагреть магнит в пламени свечи, гвоздь вроде отвалиться.
Disclaimer:ни один из этих экспериментов сам не делал).
Наверное правильное название того, что образуется от пламени свечи не плазма, а слабо ионизованный газ.
А если взять два разных металла и между ними свечу, то это скорей не из-за свечи, а просто контактная разность потенциалов между двумя металлами из-за разных уровней ферми, только не представляю как этот эффект можно увидеть.
17.08.2006 09:40#
Огонь -- это не плазма :(
Еще добавлю, что контактная разность потенциалов легко наблюдается тем-же тестором в режиме микроамперметра. Спаяйте 2 кусочка медной проволки со скрепкой. Потом нагрейти один из спаев до красна. Если замкнуть свободные концы медных проволок на микроамперметр - в цепи потечет ток.

А ионизацию можно увеличить добавив к горючему соль.
16.08.2006 10:55#
klink
Огонь -- это не плазма :(
"На заре туманной юности" занималась физикой горения профессионально, даже экзамен кандидатский по специальности хим.физика сдавала. Поэтому могу кое-что прояснить. Пламя принято считать низкотемпературной плазмой, степень ионизации у нее может быть разная, это зависит от многих факторов, но в пламени точно имеются ионы разных знаков, поэтому электрическое поле оказывает влияние на пламя. Тестер- прибор недостаточно точный, поэтому Вы и не обнаружили проводимости пламени. Там все очень интересно...
19.08.2006 23:40#
Огонь -- это не плазма :(
У меня есть запись в mp3 продетектированного излучения пламени спички.
Химическая реакция горения- перенос зарядов: значит излучение, а их не более 20-30%, а плазма- 70% и более. Через 20 нужен больший ток и, конечно, не от тестера
21.08.2006 22:05#
voix
Огонь -- это не плазма :(
Мне кажется, можно провести такую классификацию плазмы:

1. Ионная плазма. В предельном случае все атомы лишаются электронных оболочек.
2. Протонная плазма. Температура настолько высока, что распадаются ядра на протоны и электроны.
3. Мезонно-барионная плазма. Образуются капельки (сгустки) кварко-глюонной плазмы (мезоны и барионы)
4. Кварко-глюонная плазма. Капельки испаряются, образуя кварко-глюонный газ.
29.11.2006 04:29#
Огонь -- это не плазма :(
сразу и по порядку=)
1. огонь - это всетаки плазма
2. для тех кто тестером измеряет сопротивление:
в тестере есть ист.питания с напряжением какимто там. у нас есть кусок проводника (плазмы).
сопротивление плазмы с такой степенью ионизации и при атм. давлении просто огроменно и того малого дельта фи не хватит чтоб зажечь дугу.
былоб у тебя вольт хотябы 200, лучше 2000, у тебя бы может дуга и загорелась и ток пошёл бы
3. в формулу саха входит давление и работает она для максимум 0.7 степени ионизациипри приближении к 1 там существенная поправка которая в разы может увеличить требуемую для полной ионизации температуру взятой для обычной ф. саха
4. кстати выс ионизованная плазма это уже больше 0.01% даже не доли а процента - так что оцените масштаб..
больше на память ошибок непомню а перечитывать лень...
29.11.2006 04:32#
Огонь -- это не плазма :(
ещё нашёл.
палзма проницаема для магнитного поля - отвалиться не должен(гвоздь)
30.04.2008 04:27#
Огонь -- это не плазма :(
У свечки фиговое пламя в плане плазмы, холодное и т.п. Тем не менее напряжение электропробоя в пламени снижается в десяток раз - проверял, делая в детстве "электрошокер" на 3кВ на блокинг-генераторе - получалась офигительная голубая электродуга, при том что шокер мог и от батарейки работать. Занятно, что в нём пламя весьма громко кричит с частотой тока - знаю, что раньше на этом принципе делали сверхмощные громкоговорители.

И возможно прамя надо было посолить - внести ионы натрия. Или шампунем побрызгать - добавить калия. Степень ионизации заметно повысилась бы.

И ещё. Газ в разогретом виде почти не светится. Светятся частички угля в пламени свечи - газовое пламя почти прозрачно, видно слабо.
30.04.2008 09:28#
dims
Огонь -- это не плазма :(
А почему газ не светится? Вроде бы, по закону излучения чёрного тела свечение зависит лишь от температуры, но не от вещества?
30.04.2008 09:37#
Огонь -- это не плазма :(
Газ это разрежённая среда, поэтому имеет слабое свечение.
Твёрдые частицы пламени плотные, поэтому светятся интенсивно.
30.04.2008 09:40#
seasea
Огонь -- это не плазма :(
А это не черное тело. Что бы горящий газ стал АЧТ нужен большой объем, чтобы длина пробега излучения стала меньше ширины пламени. Ну, или давление повысить. Например, в кухонной горелке - не АЧТ. А в люминесцентных лампах высокого давления - почти АЧТ. Солнце - тоже АЧТ.
30.04.2008 22:08#
Огонь -- это не плазма :(
На вопрос уже ответили.

Добавлю, что газовые светильники (конечно, не все, только некоторые типы) светили не совсем пламенем: на них накаливали добела сеточку, покрытую оксидом тория. Она очень хорошо светит при разогреве, много ярче самого пламени.
01.05.2008 02:55#
Огонь -- это не плазма :(
Свечение пламени - результат рекомбинации составляющих плазму ионов и электронов. Из чего следует, что огонь - это плазма (смесь ионов и электронов).

Насчет проводимости плазмы. Еще в школе (конец семидесятых) я делал доклад по физике про МГД-генераторы - магнитогидродинамические генераторы. По конструкции они напоминают ракетные двигатели, а предназначены для добывания электричества из плазмы, вырабатываемой в камере сгорания "ракетного двигателя". Схема очень простая: анод и катод выведены в сопло "ракеты", подается напряжение - генератор работает. КПД, кажется, что-то в районе 70%.
15.10.2008 05:54#
Огонь -- это не плазма :(
Как раз вчера меня заинтересовала проводимость пламени, и, не мудрствуя лукаво, просто взял и померил тестером пламя обычной зажигалки. Думаю, мне повезло, потому что мой старый стрелочник Ц4354-М1 имеет предел 10 МОм, на котором он показал не знаю сколько, но точно больше 50 Мом - стрелка отклоняется незначительно в неградуированной зоне. Благо, нашёлся в хозяйстве резистор 150 Мом, он помог определить, что сопротивление пламени порядка 150-200 Мом. Вообще, я подозреваю, что пламя пламени рознь и важно, чьё пламя подвергается измерениям, и перешёл к спичкам. Пламя спички оказалось более измеряемым - стрелка уверенно отклонилась в градуированную зону и я видел 15 Мом, а потом я тряс обожжёнными пальцами.

P.S. Огонь, наверно, всё-таки плазма, если вернуться к заголовку темы - отсутствие подходящего инструмента для конкретной ситуации может конкретно сбить с толку и привести к неверным результатам.
09.12.2010 23:33#
Огонь -- это не плазма :(
уважаемый Дмитрий .. хочу кое что рассказать вам про плазму и пламя свечи ...

бывает плазма низкотемпературная и высокотемпературная.пламя свечи является низкотепературной плазмой ... различаются они по степени их ионизации. степень ионизации есть произведение объема плазмы(именно плазмы ) на ее концентрацию . так вот . в пламени , плазмы всего лишь несколько процентов ...и поэтому носителей заряда то есть обещанных ионнов и электронов там очень мало ... НО )


Перейду к самом у интересному ... дело в том , что мне приходилось иметь дело с высокочастотными токами больших напряжений ... так вот . электрическая дуга, частотой порядка мегагерц очень даже хорошо использует пламя свечи как проводник. но не смотря на это Тестером я тоже пробовал мерять сопротивление .. почему не получается объяснить не могу . но предположения некоторые есть. возможно электрический ток "не может себе найти путь " в пламени ...то есть цепь постоянно прерывается из- за большой кинетической энергии носителей заряда, а еще я считаю что разность потенциалов которую создает вольтметр тестера слишком мала, чтобы можно было мерять сопротивление пламени ...

ручаюсь) если взять вольтметр по мощнее и опустить его щупы в хорошо ионизированную плазму то можно получить показания. жаль только то что тестер сгорит в плазме ...
11.12.2010 02:04#
shig512
настроение:
заинтересованный
заинтересованный
Огонь -- это не плазма :(
Приборы, то разные бывают. Попробуйте мегомметром! Тестер не надо совать в пламя. Щупы тестера могут быть из любого металла. Зоны в пламени свечи имеют разную температуру, а значит и степень ионизации.
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 640

Пользователей
в системе: 2724

Всего записей
и комментариев: 48547

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 23

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия