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从物理化学角度分析烟花形状和颜色的原理 [复制链接]

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银光图片
正值新春佳节,先给论坛的各位老师拜个年,新年快乐!今年禁烟花爆竹的规定落实的比去年到位,警车四处巡逻,只能放放电子烟花了,那大家知道为什么烟花燃放会有不同的形状和颜色吗?本帖从物理、化学相关知识聊一聊

首先是烟花的形状,找了一些常见的烟花形状供大家欣赏一下





烟花的形状主要和烟花内部的爆炸弹有关系,这也是烟花的核心部分,


比如里面烟花爆炸弹排布是心形的,那么炸开也是心形的图案

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然后是烟花的颜色,相信各位老师也能想到焰色反应不同金属盐进行焰色反应后形成的颜色不同

例如,氯化钠和硫酸钠等钠化合物在火焰中会使火焰呈黄色;硝酸锶等锶化合物能让火焰显红色;硫酸铜等铜化合物可使火焰呈绿色。

除了焰色反应还有一些其他的化学知识

1) 发光反应:烟花药剂燃烧时,氯酸钾等氧化剂与硫、木炭等还原剂反应,产生高温,使烟花中的发光剂如镁粉、铝粉剧烈燃烧,发出耀眼白光。

2)燃烧与爆炸反应:烟花的主要成分包括氧化剂、还原剂、黏合剂和着色剂等。常见的氧化剂有氯酸钾、高氯酸钾等,它们能提供氧气,支持燃烧反应。还原剂如木炭、硫等,与氧化剂反应释放大量热量。黏合剂如酚醛树脂,可将各成分黏合在一起,保证烟花的形状和结构。反应过程:烟花点燃后,首先是引火线燃烧,引燃烟花内部的药剂。药剂中的氧化剂和还原剂发生剧烈的氧化还原反应,产生大量的热、气体和光。当反应产生的气体在有限空间内迅速膨胀,就会引发爆炸

3)烟雾与气味产生原因:烟花燃烧时会产生烟雾和气味。烟雾主要是由燃烧产生的固体颗粒形成,如不完全燃烧的碳颗粒等。而气味则来源于燃烧产物,例如硫燃烧会生成二氧化硫,具有刺激性气味。
安全与环保问题

4)安全问题:烟花中的化学物质具有一定危险性,氯酸钾等强氧化剂与还原剂混合可能因摩擦、撞击等引发爆炸,所以烟花生产、储存和运输要严格遵守安全规定。

5) 环保问题:烟花燃放会释放大量污染物,如二氧化硫、氮氧化物等会造成大气污染,颗粒物会加重雾霾,残留的固体废弃物也会污染土壤和水体。
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最后是烟花燃放过程中一些物理知识
这是烟花内部结构图


烟花点燃后,首先是引火线燃烧,引燃烟花内部的药剂。药剂中的氧化剂和还原剂发生剧烈的氧化还原反应,产生大量的热、气体和光。1)当反应产生的气体在有限空间内迅速膨胀,将烟花爆炸弹升空。————这其实是内能转化为机械能,通过做功的方式来减少内能。2)烟花爆炸弹升空是能量转换的过程,此过程中机械能不守恒,有空气阻力以及爆炸弹与管壁摩擦消耗的能量

3)听到烟花爆炸的声音也是能量转化的过程,此声音以声波的形式传播,所以我们能听到远处烟花燃放的声音
4)烟花爆炸是化学变化哦,有新物质的产生~
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生活中的科学
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那为什么有部影视剧中许幻山想要做出蓝色烟花有这么难呢?其实就是和能产生蓝色焰色反应的物质有关
蓝色烟花的“原料”是氯化亚铜。大多数含铜的化合物产生的蓝色有明显的绿色调。而氯化亚铜产生蓝色更纯正。
蓝色烟花难有的原因包括:
1.温度。焰色反应的温度越高,颜色越明显。但是在高温度下,氯化亚铜也会分解。
2.背景。夜空虽然是黑色的,但仍然有相当浓厚的蓝色调。蓝色烟花得打败它,才可以显现出来。(所以,黑色烟花就没可能了。那么,在白天放烟花会不会……)
3.那么,为什么不另辟蹊径用含有铜的有机物呢?一个字——“贵”。不仅要考虑可能性还要考虑经济成本
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谢谢介绍!
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感谢分享
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真有趣,是美丽的焰色反应
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现在烟花的安全和环保问题比较突出,今年很多地方都禁止燃放烟花爆竹了。
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每次看到五颜六色的烟花就会想到焰色反应,然后就会想到黑色火焰那个钠光灯试验了
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增加科普了,谢谢分享
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很好的内容,感谢分享。
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焰色反应
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烟花中的科学。
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虽然很多地方禁止燃放烟花,但今年还是有不少火灾新闻与此有关,任重道远啊
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看到一个个五彩缤纷,图案各异的烟花,还是要称赞一下人类的智慧
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感谢分享和介绍,资料非常全噢~
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一直非常疑惑烟花是怎么生产的。
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感谢科普,很有意思的分享!
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原来每一种烟花的形状都有名字,谢谢分享。
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哈哈哈,看到烟花,我也想到了“许幻山”
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有些地区的烟花确实已经跨入新境界了
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感谢分享,又涨姿势了!
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烟花也有很深的学问
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现在还借助无人机让烟花有更多的燃放形态
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今年看烟花都看满足了,谢谢介绍这样的贴子,理论结合了实践
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没想到烟花的形状有这么多,都没仔细注意
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烟花的背后也充满了科学原理,感谢介绍
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感谢科普,烟花,色彩的集合。
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感谢分享,烟花的学问真多。感觉没有烟花的年缺少了年味。
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