Горение и давление

[arseniiv]

Вот довольно известный опыт. Берётся горящая плавучая свеча, опускается в тарелку с водой, а потом накрывается достаточно большой ёмкостью (напр., стаканом). После прекращения горения вода начинает втягиваться внутрь стакана - из-за низкого давления внутри. Но почему оно понижается, совершенно не пойму.

Химических причин не должно быть: если весь кислород превращается в углекислый газ, то количетво вещества газов не меняется, следовательно, и давление тоже. Если получается другой газ (а в конце горения свеча по-настоящему и испускает светильный газ - недогоревшую смесь), то количество вещества всё равно не должно меняться. Но продукты сгоряния могут конденсироваться (1), понижая давление. Также после догорания может понизиться температура (2).

В реальной ситуации, достаточно ли причин 1 и 2 (или есть другие, и насколько), чтобы настолько понизить давление? (Обычно всасывается под стакан несколько мл воды, это же немало.)

[venco]

А углекислый газ не лучше растворяется в воде, чем кислород?

[arseniiv]

Вот не знаю. Нужны таблицы. Но вряд ли он так хорошо растворяется в воде, чтобы понизить при этом давление смеси газов, откуда он "ушёл". Вот аммиак может - но он-то же очень хорошо растворяется

[meduza]

venco в сообщении #220687 писал(а):

А углекислый газ не лучше растворяется в воде, чем кислород?

Растворимость не особо влияет, потому что можно сделать опыт без воды: в бутылку бросить горящую бумагу, сверху положить яйцо (лучше крутое ), которое на капельку шире, чем горлышко. Бумага сгорит, давление понизится и яйцо всосёться в бутылку.

А давление понижается по очень простой причине (по крайней мере нам так еще в школе, на уроке физике рассказывали): когда бросаем горящую бумагу - воздух нагревается, зависимость объема от температуры существенная и поэтому часть воздуха выйдет (причем мы можем накрыть яйцом сразу после того, как бросили бумагу - выйти воздуху из бутылки будет легче, чем зайти). Когда мы накроем яйцом, то бумага вскоре погаснет, воздух быстро охладится и давление упадет. Атм. давление получится выше, чем в бутылке и запихнет в нее яйцо.

p.s. http://www.google.ru/search?hl=ru&newwi ... BC+%D0%B8+

updated: Другое объяснения (возможно, это вносит даже больший вклад в понижение давления, чем температура). Я не химик, не судите строго, но вроде как кол-во вещества обратно пропорционально молярной массе, а $M(CO_2) > M(O_2)$, поэтому объем $CO_2$ будет меньше (по "закону авокадо"). Ч.т.д. (но думаю, лучше химики пояснят это дело подробней).

[arseniiv]

Значит-таки, 2. Я тоже так думал, но не думал, что так сильно изменяется температура. Спасибо!

-- Пн июн 08, 2009 20:10:27 --

meduza писал(а):

(но думаю, лучше химики пояснят это дело подробней).

Не-не-не. Давление зависит ещё и от массы газа, а она тоже меняется, увеличиваясь.

Я сначала тоже этим хотел объяснить, но... формула не дала!

[meduza]

arseniiv в сообщении #220734 писал(а):

Не-не-не. Давление зависит ещё и от массы газа, а она тоже меняется, увеличиваясь.

С чего это? Масса остается постоянной!

[ewert]

arseniiv в сообщении #220734 писал(а):

Я тоже так думал, но не думал, что так сильно изменяется температура.

Она очень сильно меняется: непоследственно в пламени температура -- несколько сотен градусов, а в среднем по стакану -- повышена уж как минимум на два-три десятка градусов. А это, что ни говори, с десяток процентов давления. А поскольку десять процентов от атмосферы -- это что-то порядка одного метра водного столба, что много больше высоты стакана -- практически на те же процентов десять и должен подняться уровень воды после остывания.

[arseniiv]

meduza в сообщении #220742 писал(а):

arseniiv в сообщении #220734 писал(а):

Не-не-не. Давление зависит ещё и от массы газа, а она тоже меняется, увеличиваясь.

С чего это? Масса остается постоянной!

Масса газов - нет. $ C_{(solid)} + O_{2 (gas)} \to CO_{2 (gas)} $. Количество вещества газов остаётся постоянным, если они не реагируют как-нибудь по-особому, а давление, если исключить температуру и объём, зависит только от количества вещества

[meduza]

arseniiv в сообщении #221007 писал(а):

Масса газов - нет.

Какая разница - газ или не газ. "При химических реакциях масса не меняется" - это вдалбливают еще в школе! Сколько атомов вступило в реакцию - столько их и останется, они только "перетасуются" между собой. В ядерных реакциях масса можт уходить в энергию (на излучение), но в химических масса постоянна. Объем, кол-во вещества - это может меняться.

p.s. http://www.google.ru/search?hl=ru&newwi ... 1%8F%D1%85

[arseniiv]

Вы правы, но это тут ни при чём. Количество вещества именно газов не меняется.

[meduza]

arseniiv в сообщении #221061 писал(а):

Вы правы, но это тут ни при чём. Количество вещества именно газов не меняется.

Ладно, вот контрпримеры: $O + O = O_2$, $CH_4 + O_2 = CO_2+2H_2$. Количество вещества (~ количество малекул) уменьшилось (в первом случае вдвое, во втором - в 2/3 раза), объем (по з-ну Авогадро) тоже (во столько же). Масса (~ кол-во атомов) осталась неизменной (это вы, слава богу, уже признали). И давайте закончим спор, почитайте наконец учебник по химии, хотя бы школьный.

[arseniiv]

Считаем, что смесь газов устойчива до и после горения - тогда радикалы кислорода никак не могут быть слева - 1. Горение метана так не происходит - 2. К тому же, реакция с радикаласи кислорода не подходит по другой причине - она не окислительно-восстановительная, где окислял бы кислород.

[AlexNew]

Яицо втягивается после прекращения горения свечи, тоесть тогда когда температура начинает резко падать - значит тут работает термодинамика
с другой стороны когда стакан накрывает воду, то вроде воздух не выталкивается наружу, поэтому тут наверное химия - уменьшение колличества моллекул.

[meduza]

arseniiv
Такого бреда я давненько не слышал, все смешал в одну кучу... Почитай школьный учебник химии наконец! И не отвечай на это сообщение, пожалуйста (потому что я сюда больше не зайду и прочитать не смогу).

AlexNew
Скорее всего оба фактора понижения давления играют роль. В каждом опыте может быть различно.

[arseniiv]

Обязательно отвечу. Это не бред, а реальность. И химию я ой как хорошо знаю, особенно такую базовую. Жаль, никто не придёт и не скажет, кто же прав

-- Ср июн 10, 2009 22:06:50 --

Как может быть бредом здравое утверждение о том, что вещество, состоящее из радикалов, существовать долго не может? Поэтому все образующиеся радикалы $O$ рано ли поздно объединяются в молекулы. Например, то же $O + O \to O_2$ или $O + H_2 \to H_{2}O$. Но при горении радикалы вообще больше образуются, чем погибают!
А масса, хоть и неизменна для всей системы, уменьшается для горящего вещества и увеличивается для газов!

-- Ср июн 10, 2009 22:22:32 --

Ааа, это контрпримеры были к той цитате про газы в общем случае? Я же имел ввиду только реакции, возможные в этом опыте. Там ни метана, ни радикалов