Решение: Зажигание спички трением
Статья к заданиюИстория появления спичек
В 1831 году девятнадцатилетний француз Шарль Сориа добавил белый фосфор к смеси бертолетовой соли с серой. Смазанные полученным составом лучинки легко загорались при трении. Однако у рабочих спичечных фабрик от постоянного контакта с ядовитыми парами белого фосфора начались проблемы со здоровьем.
В наше время спички делают из более безопасных материалов. Масса спичечной головки главным образом состоит из бертолетовой соли и горючих веществ – серы или каких-либо сульфидов металлов. Чтобы спичка загоралась без взрыва, добавляют «наполнители» – стеклянный порошок, оксид железа(III). Красно-коричневая «шкурка» спичечного коробка состоит в основном из красного фосфора, к которому добавляют оксид марганца(IV), толчёное стекло, клей. Благодаря составу спички безопасны для здоровья, но пользоваться ими надо с осторожностью.
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Опираясь на материал, объясните, почему для зажигания спички нужно с усилием провести её головкой по «шкурке» спичечного коробка. Объясните действие с точки зрения физических процессов и укажите, почему этот шаг необходим для получения огня.
Решение по шагам
4 шагаПри проведении головки спички по шероховатой поверхности «шкурки» возникает трение.
Из-за трения механическая энергия движения превращается во внутреннюю энергию, поэтому головка спички и поверхность коробка нагреваются.
При достаточном усилии и скорости нагрев становится достаточно сильным, чтобы температура веществ спичечной головки достигла температуры воспламенения.
После этого начинается химическая реакция горения веществ головки в кислороде воздуха. Реакция сопровождается выделением теплоты, и спичка продолжает гореть.
Проведение спички по «шкурке» создаёт трение, при котором механическая энергия превращается во внутреннюю и головка нагревается. При достаточном нагревании вещества головки достигают температуры воспламенения и начинают реагировать с кислородом воздуха. Выделяющаяся теплота поддерживает горение, поэтому без трения спичка не загорается.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Указывают только наличие трения, но не объясняют, что оно вызывает нагревание.
Называют нагревание химическим явлением, хотя превращение механической энергии во внутреннюю является физическим процессом.
Не связывают нагревание с достижением температуры воспламенения.
Не указывают, что дальнейшее горение является химической реакцией с выделением теплоты.