賈立進(jìn)

（中國(guó) 蘇州，江蘇 215000）

新能源汽車

磁場(chǎng)中蠟燭燃燒現(xiàn)象觀察及理論分析

賈立進(jìn)

（中國(guó) 蘇州，江蘇 215000）

蠟燭燃燒，作為化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生水蒸氣與二氧化碳，附屬于水蒸氣與二氧化碳上的熱量又融化了固態(tài)蠟燭，因此，在蠟燭燃燒槽內(nèi)有大量蠟燭液。但如果蠟燭燃燒部分位于磁場(chǎng)中，將會(huì)發(fā)生什么呢？這里，我們報(bào)告一份關(guān)于磁場(chǎng)中蠟燭燃燒現(xiàn)的觀察，且對(duì)磁場(chǎng)中蠟燭燃燒現(xiàn)象展開理論分析。如果沒(méi)有磁場(chǎng)，蠟燭燃燒槽內(nèi)總是有大量蠟燭液，如果有磁場(chǎng)，蠟燭燃燒槽內(nèi)近乎沒(méi)有蠟燭液。

蠟燭燃燒；磁場(chǎng)；現(xiàn)象；分析

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.12.002

CLC NO.: U228.7 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-03-03

引言

蠟燭燃燒，作為化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生水蒸氣與二氧化碳，附屬于水蒸氣與二氧化碳上的熱量又融化了固態(tài)蠟燭，因此，在蠟燭燃燒槽內(nèi)有大量蠟燭液。但如果蠟燭燃燒部分位于磁場(chǎng)中，將會(huì)發(fā)生什么呢？早在1930年，科學(xué)家就揭示磁場(chǎng)能促使相變，后來(lái)，大量磁場(chǎng)影響化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的科研成果見(jiàn)報(bào)1-16。然而，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，磁場(chǎng)僅作為一種工具、手段、方法，對(duì)其進(jìn)行介紹，化學(xué)研究者不能闡述化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中磁場(chǎng)影響機(jī)理，他們不能回答為什么磁場(chǎng)能影響化學(xué)反應(yīng)。

這里，我們報(bào)告一份蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)在磁場(chǎng)中完成，且我們將分析磁場(chǎng)中蠟燭燃燒現(xiàn)象。

本文的其余部分安排如下：第二節(jié)給出蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)，報(bào)告磁場(chǎng)中蠟燭燃燒現(xiàn)象觀察結(jié)果；第三節(jié)給出實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停枋鰧?shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)構(gòu)，分析實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ屠碚摷霸?、?yīng)用。最后，第四節(jié)給出主要結(jié)論，并為未來(lái)研究人員給出建議。

1、實(shí)驗(yàn)

在零磁場(chǎng)環(huán)境，在蠟燭燃燒槽內(nèi)有大量蠟燭液。見(jiàn)圖1，我們顯示了零磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。首先，點(diǎn)燃蠟燭，取一只卷筒，罩住燃燒的蠟燭，使得蠟燭液覆蓋蠟燭燃燒槽，如圖1A；其次，當(dāng)蠟燭液布滿蠟燭燃燒槽時(shí)移除卷筒，取兩張卡片，置于蠟燭燃燒部分兩側(cè)，如圖1B，在蠟燭燃燒槽內(nèi)，總是有大量蠟燭液；最后，當(dāng)吹滅蠟燭火焰，有大量蠟燭液凝固成固態(tài)，布滿蠟燭槽，見(jiàn)圖1C。

圖1 零磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)

在磁場(chǎng)中，在蠟燭燃燒槽內(nèi)近乎沒(méi)有蠟燭液。見(jiàn)圖2，我們顯示了磁場(chǎng)中實(shí)驗(yàn)過(guò)程。首先，點(diǎn)燃蠟燭，取一只卷筒，罩住燃燒的蠟燭，使得蠟燭液覆蓋蠟燭燃燒槽，如圖2A；其次，當(dāng)蠟燭液布滿蠟燭燃燒槽時(shí)移除卷筒，取兩只磁鐵，形狀同兩張卡片，置于蠟燭燃燒部分兩側(cè)，如圖2B，兩分鐘后，在蠟燭燃燒槽內(nèi)，近乎沒(méi)有蠟燭液；最后，當(dāng)吹滅蠟燭火焰，近乎沒(méi)有蠟燭液凝固成固態(tài)，見(jiàn)圖2C。

圖2 磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)

重復(fù)三次實(shí)驗(yàn)，三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果一樣，因此，實(shí)驗(yàn)過(guò)程是穩(wěn)定的。實(shí)驗(yàn)期間，磁鐵代替卡片，如圖1B和圖2B，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是不同的，如圖1C和圖2C。燃燒的蠟燭產(chǎn)生水蒸氣與二氧化碳，附屬于水蒸氣與二氧化碳上的熱量又融化了固態(tài)蠟燭。不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明蠟燭燃燒過(guò)程中水蒸氣和二氧化碳的移動(dòng)路徑發(fā)生了改變，也意味著水蒸氣和二氧化碳受到力的作用，在磁場(chǎng)中，使得附屬于水蒸氣和二氧化碳的熱量不能大量融化固態(tài)蠟燭。

2、結(jié)果與討論

實(shí)驗(yàn)改變了化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中新生成物的移動(dòng)路徑。

2.1 理論&原理

化學(xué)反應(yīng)是一組化學(xué)物質(zhì)到另一組化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)變的過(guò)程，僅改變了電子的位置。見(jiàn)圖3，在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，在原子核（I）附近的電子在不同的電勢(shì)能層定向移動(dòng)。換句話說(shuō)，在原子核（I）附近的電子從原子核（I）附近定向移動(dòng)到原子核（II）的附近。與原子核距離相同的電勢(shì)能層，如果原子核是不同的，則電勢(shì)能層的能量是不同的。

圖3 化學(xué)反應(yīng)示意圖

物理學(xué)左手定則是物理學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要理論，見(jiàn)圖4。當(dāng)導(dǎo)線中有電流，且外部磁場(chǎng)施加于導(dǎo)線，磁場(chǎng)磁力線方位垂直于導(dǎo)線中電流方位，則導(dǎo)線受到同時(shí)垂直于電流方位與磁場(chǎng)磁力線方位的力。

物理學(xué)左手定則的條件之一是導(dǎo)線中必須有電流。見(jiàn)圖5，電子的定向移動(dòng)形成電流。換句話說(shuō)，導(dǎo)線的兩端必須施加電壓或電勢(shì)差，使得導(dǎo)線中每一個(gè)橫截面的電勢(shì)能不一樣，從負(fù)極到正極逐漸增大，或者從正極到負(fù)極逐漸減小，從而使電子在不同的電勢(shì)能層定向移動(dòng)，形成電流，也就是物理左手定則條件之一。

圖4 左手定則示意圖

圖5 導(dǎo)線中電子移動(dòng)示意圖

根據(jù)物理學(xué)左手定則條件之一，導(dǎo)線兩端必須施加電壓或電勢(shì)差，使得導(dǎo)線中的電子在不同的電勢(shì)能層間定向移動(dòng)，形成電流，在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，原子核附近的電子也是在不同的電勢(shì)能層間定向移動(dòng)，因此，如果化學(xué)反應(yīng)置于磁場(chǎng)中進(jìn)行，且當(dāng)電子的移動(dòng)方向垂直于磁場(chǎng)磁力線方位，電子所對(duì)應(yīng)的原子核（或離子）受力，且力的方向同時(shí)垂直于磁場(chǎng)磁力線方位和導(dǎo)線中電子的移動(dòng)方位，見(jiàn)圖6。

因此，物理學(xué)左手定則可以延伸至廣義左手定則，見(jiàn)圖6。在磁場(chǎng)中，電子在不同電勢(shì)能層間定向移動(dòng)，且電子移動(dòng)方向垂直于磁場(chǎng)磁力線方向，則與電子對(duì)應(yīng)的原子核（或離子）受力，受力方位同時(shí)垂直于磁場(chǎng)磁力線方位和電子移動(dòng)方位。

圖6 物理學(xué)廣義左手定則示意圖

2.2 應(yīng)用

根據(jù)物理學(xué)廣義左手定則，在充電過(guò)程中，電池置于磁場(chǎng)中，如果磁場(chǎng)磁力線方向垂直于電池正極與負(fù)極間電場(chǎng)線方向，則化學(xué)反應(yīng)中的新生成物——化學(xué)聚合物，將被推離電池正極與負(fù)極之間，改變聚合物生長(zhǎng)方向，使得電化學(xué)反應(yīng)更充分、更迅速，這將改善電池的充電速度。

3、結(jié)論

本文給出蠟燭燃燒試驗(yàn)，在零磁場(chǎng)中，蠟燭燃燒槽內(nèi)總是有大量的蠟燭液；在磁場(chǎng)中，蠟燭燃燒槽內(nèi)近乎沒(méi)有蠟燭液；本文還分析蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從物理學(xué)左手定則引伸出廣義左手定則。

本文的工作僅僅是設(shè)計(jì)了磁場(chǎng)中蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)，分析了蠟燭燃燒現(xiàn)象的理論和原理。根據(jù)物理學(xué)廣義左手定則，如果我們能實(shí)現(xiàn)快速充電設(shè)備，且研究這種快速充電設(shè)備，將會(huì)在未來(lái)應(yīng)用到新能源電動(dòng)汽車行業(yè)。

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Experimental Observation and Theoretical Analysis of a Candle Burning Phenomenon in a Magnetic Field

Jia Lijin
（Suzhou China, Jiangsu 215000）

Burning candle, being a chemical reaction, produces water vapor and carbon dioxide, the energy of water vapor and carbon dioxide melt the candle, so, there is a large number of candle liquid in the candle groove. But if the burning part is put in the magnetic field, what will it happen? Here, we report an observation, it is a candle burning phenomenon in a magnetic field, and we analyze the burning phenomenon of the candle in a magnetic field. At zero magnetic fields, there is always a large number of candle liquid in the candle groove. Under a magnetic field, there is almost no liquid in the candle groove.

Burning candle; magnetic field; phenomenon; analysis

U228.7

A

1671-7988 (2016)12-03-03

賈立進(jìn)，生于1980年4月，于2012年獲得南京大學(xué)計(jì)算機(jī)技術(shù)碩士學(xué)位，在IT領(lǐng)域，有八年軟件研究與開發(fā)工作經(jīng)驗(yàn)；在汽車領(lǐng)域，有六年主管設(shè)計(jì)與技術(shù)項(xiàng)目管理工作經(jīng)驗(yàn)，目前，作為主管設(shè)計(jì)師&電動(dòng)汽車技術(shù)研究人員，他的研究興趣是電動(dòng)汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。