燃烧研究的历史
燃烧,火,火焰从很早的时候就被观察和推测。每种文明都有自己的解释。希腊人从哲学理论的角度来解释燃烧,其中之一就是所有可燃的物体都包含着某种“可燃原理”,当物体被燃烧与空气反应时,这一原理就消失了。对这一概念作了概括燃素这是17世纪提出的理论。起初被当作纯粹的形而上学的质量,燃素后来被认为是一种有重量的物质,有时是负重量。燃素理论的不足之处直到18世纪晚期才显现出来,当时它被证明无法解释大量关于燃烧的新事实,这些新事实是由于实验室实验的准确性不断提高而首次观测到的。
英国自然哲学家弗朗西斯·培根爵士在1620年观察到a蜡烛火焰在同一时间有一个结构这种一位英国神秘主义者,描述了一个关于在一个密闭容器中燃烧的实验空气就这样耗尽了。一位德国物理学家,奥托·冯·格里克他用他在1650年发明的气泵证明了蜡烛不会燃烧在一个被抽走空气的容器里。罗伯特胡克1665年,一位英国科学家提出,空气中有一种活性成分,在加热时与可燃物质结合而产生火焰。另一种观点将火焰的高温归因于活跃的空气粒子的快速运动硫与硝基混合可在没有空气的情况下燃烧(硝基是一种复合的氧气将氧释放到硫中)。
第一个关于燃烧真实性质的近似是由一位法国化学家提出的Antoine-Laurent拉瓦锡他在1772年发现燃烧硫磺或磷实际上,它们的灰烬比最初的物质更重,他假设重量增加是因为它们与空气结合了。有趣的是,人们已经知道金属改变了热金属灰的重量比金属灰轻,但理论是,在某些情况下,金属中的燃素具有负的重量,并且在燃烧过程中逸出,使金属灰比含有燃素时更重。后来拉瓦锡得出结论,“固定的”空气结合硫和a是一样的气体由英国化学家获得约瑟夫普利斯特里对金属灰的加热汞;也就是说,当汞燃烧时得到的“灰烬”可以释放出与金属结合的气体。这种气体也与瑞典化学家所描述的气体相同卡尔·威廉·舍勒作为持续燃烧的活跃空气组分。拉瓦锡称这种气体为“氧气”。
拉瓦锡认为燃烧是燃烧物质与氧气之间的反应的理论,只在有限的程度上出现在大气中大气这是建立在科学原理之上的,其中最重要的是自然法则物质守恒(在爱因斯坦的相对论之后,物质和能源):中物质的总量宇宙是恒定的。甚至古代哲学家也猜到了这条定律,事实也的确如此证实在17世纪。拉瓦锡还澄清了“元素”的概念,使之成为一种现代的概括,即它是一种不能被分解的物质,这也支持了他的理论。不久,英国化学家对气体进行了研究约翰·道尔顿的第一个表原子质量以及其他科学家发现的许多新气体,不仅对支持拉瓦锡的燃烧理论,而且对支持他的整个新的燃烧系统都很重要化学基于精确的测量。的发现氮而且氢在18世纪下半叶,加上早期的发现二氧化碳而且一氧化碳,和发现作文尽管空气是一种混合物,但它的密度是非常恒定的,所有这些都支持拉瓦锡的理论。燃烧的正确解释,也许是公认的最古老的解释化学反应通常被认为是现代发展的基石科学.
1815年至1819年英国化学家汉弗莱·戴维爵士燃烧实验,包括火焰温度的测量,研究稀薄气体对火焰的影响,以及各种气体的稀释;他还发现催化燃烧-可燃物在催化表面的氧化,同时释放热量,但没有火焰。
尽管有这些发现,燃烧的唯物主义理论缺乏一个清晰的能量概念,因此,能量因素在准确解释燃烧中所起的关键作用。他是美国出生的英国化学家本杰明·汤普森爵士1798年的热实验揭示了热是粒子运动的概念的证据。发展气体动力学理论,基于前提的运动产生热量分子而且原子的,热力学以及热化学,都是在19世纪,最终阐明了燃烧的能量方面。
19世纪下半叶,对燃烧速度的研究,对混合气体燃烧事件顺序的实验,以及对热分解气体分子的研究,在改进有关燃烧机制的理论方面发挥了至关重要的作用。的研究光由火焰发出的光波在分光镜中进行分析,分光镜是一种将光波的混合物分离成组分波的设备光谱分析一般来说,包括原子和分子光谱的理论,这反过来又有助于理解火焰的本质。的本生灯在火焰结构的研究中也很重要。工业的进步有力地促进了对火焰现象的研究。爆炸危险煤炭地雷引起了人们对火焰的注意传播早在1815年,戴维发明了他的安全灯.1881年人们发现了爆震,并在20世纪初产生了一种爆震理论,这种理论基于气体在一定条件下表现为流体的假设。20世纪30年代以后化学动力学成为火焰传播理论不可缺少的一部分。