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沒有氧氣也能燃!5種發光發熱方式,一種更比一種猛!

撰稿:白小白,編輯:徐德文

說到發光發亮的東西,大部分人可能首先會想到火,火在燃燒時會發光發亮,還暖烘烘的。眾所周知,燃燒需要三大要素:可燃物、助燃物、點火源,然而實際上還有許多奇特的「東西」不需要氧氣也可燃燒,並且勢如猛虎!


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螢火蟲——能量來源:熒光素、熒光素酶

盛夏時節,知了在樹梢唱著單調無聊的夏日奏鳴曲,夜幕降臨,亂草叢中可愛的小傢伙打著「燈籠」,伴隨著奏鳴曲翩翩起舞,原來是螢火蟲。


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螢火蟲是一種體型嬌小,身體長而扁平的昆蟲,它的發光原件是在腹部的末端下方。螢火蟲光源屬於生物發光,其體內專門的發光細胞是光源的源動力,源動力中包含熒光素與熒光素酶兩類化學物質,前者在後者的催化作用下,而釋放出黃綠色熒光。真是小身材大能量啊!


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電燈——能量來源:燈絲(鎢絲)、電流

談到愛迪生,我們大腦的第一反應是「燈泡」,但其實最早發明燈泡的並不是愛迪生,他只是找到了當時最適合的材料,所以名聲遠揚。燈泡是我們日常生活中必不可少的發光發熱的照明源,但它「燃燒」的時候並沒有與氧氣擦出火花。早期燈泡內部處於真空狀態,通過電流的熱效應原理,簡言之是通電後電流通過燈絲(現代為鎢絲),將其加熱至2000攝氏度以上(白熾狀態),通過能量轉化實現電能轉化為熱能和光能,所以才發光發熱。在現代為了提高燈泡的使用率已經不再採取真空的方式,而是向燈泡內部充入惰性氣體延緩鎢絲的升華,讓燈泡「延年益壽」。


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隕石——能量來源:物質動能

公元446年,系守町上宮水神社建成。1200年前(813年)因為遭受隕石的襲擊,「天賜大坑」形成系守湖,當地的居民因這場隕石造成的火災而遇難,倖存的居民認為遭到神背叛……這究竟是上帝的「懲罰」還是神的「背叛」?答案是,這是《你的名字》里為男女主角營造的浪漫橋段。


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隕石的墜落確實會「擦槍走火」。隕石是遠在地球以外的宇宙流星「不甘寂寞」想來地球瞧瞧而未燃盡的石質、鐵質、或者兩者的混合物,在真空中安靜地飛行,擁有巨大的動能。一旦進入大氣層,就會立刻躁動起來,與空氣摩擦產生大量熱量從而發熱發光。所以月黑風高請勿出行,快快許下心愿,是流星雨來啦。


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核電站——能量來源:鈾等核燃料

2011年3月發生在日本的9級地震造成福島核電站發生泄露,事故已發生了7年,這七年間也是「怪事連連」,那麼核電站是如何發電?為何能產生如此巨大的能量呢?


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核電站的發電原理多是以鈾核燃料在反應堆里裂變釋放大量熱量,然後用循環冷卻水在蒸汽發生器內生成蒸汽,蒸汽推動汽輪機,進而推動發電機轉動發電,從而為我們帶來光明與希望。但這個「光明」不會像燈泡一樣溫和可愛了,因為它是把物質的質量直接轉化成了能量。核電站的威力有多大呢?一個現代的反應堆可以從一公斤燃料里供給一個普通家庭34年的電力,然而僅僅是將0.9克的物質轉化成了能量。假如未來我們有什麼辦法可以直接將物質轉化成能量了,只需要在電錶里插一張用這種物質做的小小卡片,就可保證34年不斷電,豈不美哉!


太陽——能量來源:氫

太陽系的中心天體——太陽,其質量占太陽系總質量的99.86%,相當於33萬個地球的質量,那麼這個超級龐然大物是如何燃燒的呢?實際上,太陽產生的光和熱,並不是我們傳統意義上理解的「燃燒」,而是在太陽中心到半徑四分之一處的核反應區,將氫以6億噸/秒的速度,經過熱核聚變反應生成5.96億噸的氦——消失的400萬噸物質則完全轉化成能量輻射出去,為1.5億公里外的藍色星球——地球送來溫暖。


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太陽核聚變的消耗源自其自身的質量,可能有人會杞人憂天了:哎呀,太陽燃完怎麼辦啊?我們要快點搬到其它星系去啊!朋友不要慌張啦,太陽已經燃燒了50億年,只損耗了0.03%的質量,等你孩子的孩子的孩子出世,太陽依然會雄赳赳氣昂昂在天上釋放光明和熱情呢。

那些讓人腦洞大開的古怪問題系列作者:徐德文O戴維科學0.99元86人已購免費試讀
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