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为什么一块木炭会浮在水面上?

自媒体www.zhantu8.com 科技
木炭是由有机固体(如由纤维素、木质素和半纤维素纤维组成的木材)裂解或破坏性蒸馏产生的。木材本身含有大约50%的碳,其余大部分是氧和氢。

纤维素聚合物本质上是(C6H10O5)n,其聚合度由n给出,可以在6000到14000之间变化。

当木材在高温下,在没有氧气的情况下,聚合物会分解形成一个多孔的内部结构,有效地降低了木炭的聚集密度。这种内部孔隙是由热解过程中释放的水分子(和其他化学物质)产生的,它们与碳发生反应,产生微细胞结构,将内部的一些碳转化为CO和CO2。

记住,初始木材的聚集密度已经小于水的密度,这就是为什么它会浮起来,除非它被水浸透,这意味着内部的充气结构允许用水置换空气。

木炭的聚集密度可以在转化为活性碳的过程中进一步降低。一种气体,如水蒸气,允许在高温下与内部质量的碳反应,由于活性炭的微孔结构,给予一个非常大的比表面积,具有高度吸附反应活性。

作为对op的回应,炭化形式的碳会漂浮,因为伴随着热解,内部会产生额外的空隙,这降低了其聚集密度。然而,木炭的密度比水的密度大,根据固体碳的曝气程度,其变化范围在1.8到2.2 g/cc之间。空隙内的气体阻止水进入,从而使浮选得以进行。

曾经有一段时间,工程师们怀疑铁造的船是否能够漂浮在水中。布鲁内尔等杰出的工程师减轻了这种担忧。