你相 信吗?
这个看似普通的杯子里
竟然藏了一团 “幽灵火”!
它无声燃烧
不露痕迹
却能释放真实的力量!
敢不敢亲手找出它
揭开这个诡异现象的秘密?
实验器材
餐巾纸、镊子、免洗消毒凝胶(含酒精)、(长柄)打火机、防火盆(或防火垫,用于盖灭火焰)、一盆水、所标杯
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【安全第一】:本实验使用开放明火,且火焰因颜色极淡而难以察觉,风险极高。操作时务必保持高度警惕,建议在室外无风的开阔环境进行实验,器材严禁放置在任何可燃物周围。未成年人必须在家长的全程监护下进行。
实验步骤
向杯中注入清水,至一个合适的起始水位(建议注入大半杯水,为后续操作预留空间)。

将适量免洗消毒凝胶倒入水面,发现它会漂浮在水面上,形成一层可燃层。倒入时清小心,避免凝胶流出杯子或附着在各处造成安全隐患。

第三步:
用长柄打火机点燃它,你将看到“幽灵火”正在隐形燃烧(切记:此时绝对不能再向杯子里添加凝胶!如用普通打火机,点火时注意安全,避免受伤)。

警惕这簇“幽灵火”!它燃烧时极其隐匿,仅偶尔能在杯口上方看到光线的“热浪扭曲”现象。所以,点火后请始终假设它已被成功点燃,你的任何一次误判都可能带来风险。

第四步:
用镊子夹着餐巾纸靠近杯口上方,“幽灵火”会瞬间将纸点燃,记得及时丢进准备好的水盆里灭火!

第五步:
用防火盆完全盖住杯口数秒,隔绝空气以彻底熄灭火焰。在移动杯子前,再次确认火焰的熄灭。

原理解说
为什么水面上可以燃起一团几乎看不见的“幽灵火”?
秘密在于它的燃料和环境。免洗消毒凝胶的主要可燃成分是乙醇,掺入少量增稠剂后密度略低于水,因此会漂浮在水面上,形成一层可燃的薄膜。点燃后,乙醇在空气中燃烧,却几乎不发出可见光。
通常,火焰之所以明亮,是因为燃烧过程并不完全。以蜡烛或打火机为例,碳氢燃料在缺氧区域会分解生成微小的碳微粒,这些炽热的粒子像小黑体一样辐射出连续的可见光,使火焰呈黄橙色。燃气灶的蓝色火焰则来自CH和C₂等自由基的电子跃迁发光。而如果燃料或环境中含有金属杂质,不同元素会发出不同颜色的光,比如钠产生黄光、铜产生蓝绿色光,这称为焰色反应。
而水面上的乙醇火焰与这些情况不同。乙醇分子中本身含氧,在空气中燃烧时更容易被完全氧化为二氧化碳和水,不会产生炽热碳微粒。同时,乙醇膜直接接触水面,水的高热容使燃烧温度明显低于悬空燃烧的情形,这种“吸热冷却”抑制了自由基的生成,因此火焰中缺乏可见光谱线的辐射源。相比之下,酒精灯火焰虽然同样来源于乙醇,但温度更高、燃烧更集中,自由基浓度较高,其电子能级跃迁发出淡蓝色的光;同时,酒精灯灯芯表面可能发生局部裂解反应,生成少量碳微粒,在高温下炽热发光,使酒精灯火焰亦可能呈现黄橙色。
总之,水上乙醇燃烧被水层持续吸热,自由基浓度极低,我们几乎看不到它的淡蓝光;同时又没有炽热的碳微粒来发出可见的黄光,高温气体的黑体辐射连续谱主要是在红外区,超出人眼可见范围。因此,我们几乎看不到这种火焰发出的光。

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编辑:余荫铠 & 王骁天
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