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本生燈

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因其燃燒效率高,產(chǎn)生污染小而多用于實(shí)驗(yàn)室中。
 

 

  

由來

德國(guó)化學(xué)家R.W.本生為裝備海德堡大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室而發(fā)明的用煤氣為燃料的加熱器具。在本生燈發(fā)明前,所用煤氣燈的火焰很明亮,但溫度不高,是因煤氣燃燒不*造成的。本生將其改進(jìn)為先讓煤氣和空氣在燈內(nèi)充分混合,從而使煤氣燃燒*,得到無光高溫火焰。火焰分三層:內(nèi)層為水蒸氣、一氧化碳、氫、二氧化碳和氮、氧的混合物,溫度約300℃,稱為焰心。中層內(nèi)煤氣開始燃燒,但燃燒不*,火焰呈淡藍(lán)色,溫度約500℃,稱還原焰。外層煤氣燃燒*,火焰呈淡紫色,溫度可達(dá)800~900℃,稱為氧化焰,此處的溫度zui高,故加熱時(shí)應(yīng)充分利用氧化焰部分。
 

 


  19世紀(jì)的德國(guó)化學(xué)家Robert Wilhelm 生于1812年的德國(guó)Göttingen(格丁根),

家里兄弟四個(gè),本生排行老末兒。他的父親老本生(Christian Bunsen)是當(dāng)時(shí)德國(guó)格丁根大學(xué)的物理學(xué)教授和圖書館館長(zhǎng),所以說本生是出自書香門第之家的。在本生中學(xué)畢業(yè)后,到格丁根大學(xué)讀化學(xué),19歲便獲得了博士學(xué)位。從1830年到1833年,他周游了西歐諸多國(guó)家,并且結(jié)識(shí)了很多后來很有名的科學(xué)家,像李比希,龍格(Friedrich Ferdinand Runge,成功分離出咖啡因的德國(guó)化學(xué)家)本生先后在格丁根大學(xué)、卡塞爾、馬爾堡大學(xué)任教工作過,這期間,他進(jìn)行了有機(jī)砷化合物、氣體分析、電池電極等多個(gè)方面的研究,其中,有機(jī)砷化合物是本生投入精力zui多的一個(gè)方面,可不幸的是,砷是極其有毒的。還記得《水滸傳》里武大郎被砒霜毒死的慘狀嗎?那砒霜就是砷的氧化物(三氧化二砷As2O3)。所以這種研究充滿了各種各樣的危險(xiǎn),尤其對(duì)工作者的身體傷害嚴(yán)重。在一次試驗(yàn)中,出了大狀況:因?yàn)橐粋€(gè)試驗(yàn)瓶的突然爆裂,破碎的瓶渣四處飛濺,一塊玻璃屑飛入了本生的一個(gè)眼珠,導(dǎo)致這位偉大的科學(xué)家后來只能用一只眼睛看世界。
 

 1852年,德國(guó)海德爾堡大學(xué)向本生發(fā)出了一封聘請(qǐng)信,打算聘請(qǐng)本生為化學(xué)教授。本生接信前往,但當(dāng)他視察了學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室之后,發(fā)現(xiàn)很多方面已經(jīng)遠(yuǎn)趕不上化學(xué)的發(fā)展了,所以本生向?qū)W校提出:他要根據(jù)自己的設(shè)計(jì)建造化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,否則就離開。學(xué)校同意了,經(jīng)過近三年的改造,本生建成了新的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,可是,新問題接踵而來:現(xiàn)有儀器和實(shí)驗(yàn)要求的不同步,尤其在加熱方面。當(dāng)時(shí),主要的加熱用具是酒精燈,可惜溫度不高(普通酒精燈外焰zui多400℃,酒精噴燈外焰zui高1000℃),達(dá)不到一些高溫實(shí)驗(yàn)的要求。那個(gè)時(shí)候,德國(guó)一些城市開始普及煤氣路燈,本生從這一點(diǎn)得到啟發(fā),設(shè)計(jì)了利用煤氣加熱的裝置,可惜新裝置黑煙大,效率低,這讓本生的燈具改良陷入了僵局。


 

 就在這個(gè)時(shí)候,本生的一個(gè)學(xué)生從英國(guó)帶回了Michael Faraday(邁克爾·法拉第,就是物理里面那個(gè)法拉第常數(shù)的F)發(fā)明的新燈具,這種燈具呈圓錐形,能上下移動(dòng),頂部有個(gè)金屬網(wǎng)。但本生試了后發(fā)現(xiàn),這種燈依舊火焰小,溫度低,不穩(wěn)定,火焰大小難以調(diào)節(jié)。
 經(jīng)過思考,本生發(fā)現(xiàn)了這一系列問題的癥結(jié)所在,這種燈同酒精燈一樣都是靠外部供給空氣燃燒,但由于煤氣與空氣接觸時(shí)間短,混和不充分,燃燒也就不*,溫度也就上不去,黑煙也就滾滾來了。所以,要想火焰著得好,著得旺,就一定要在點(diǎn)燃之前氣體充分混合。
 

 

  這種想法得到了當(dāng)時(shí)大學(xué)里另一位同仁Peter Desdega(彼得·迪斯德加)的認(rèn)同,動(dòng)手能力強(qiáng)的Desdega將本生的想法變成了現(xiàn)實(shí),經(jīng)過一次次試用和改進(jìn),1855年,Bunsen burner(本生燈)誕生了。
 

 

  下面這張圖片就是當(dāng)年本生燈的原型了,它可以安全地燃燒氣體料,例如煤氣或者石油氣火焰不會(huì)倒流進(jìn)氣體供應(yīng)管內(nèi),其中空氣:煤氣=3:1時(shí)火焰*,火焰溫度zui高可達(dá)1500℃,旋轉(zhuǎn)燈管或者下部的螺絲可以調(diào)節(jié)進(jìn)氣量以控制火焰大小,這種狀況的具體控制就要依照火焰顏色和高度來判斷了。


 

 

  現(xiàn)如今的很多煤氣用具其實(shí)都體現(xiàn)著Bunsen burner()的燃燒原理,家用的煤氣灶便是zui鮮明的例子,梅克爾燈和菲希爾燈也是依改良而來的加熱器。雖然說本生并不是Bunsen burner的*任主人,可當(dāng)改良效率zui大化,這也就是我們所需要的創(chuàng)新!
 

 

  

其他


  是實(shí)驗(yàn)室常用的中高溫加熱工具。因其操作溫度較酒精燈高,故燈具的材質(zhì)必須使用較耐熱的金屬。又由於它的燃料在室溫時(shí)是氣態(tài),使用時(shí)應(yīng)特別注意管線的安全。在使用時(shí)要特別注意使用安全。使用前必先檢查所有開關(guān)是否在關(guān)閉的狀態(tài)。確定所有的開關(guān)都在關(guān)閉的狀態(tài)時(shí),才能打開瓦斯的總開關(guān)。
 

 

  目前,市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)以丁烷氣體為燃料的電子打火式,手持或座式,操作愈加簡(jiǎn)便,也脫離了煤氣源的限制。加之丁烷的優(yōu)異燃燒性質(zhì),溫度可以達(dá)到1100~1200度,純氧氣氛下可能到達(dá)1300度左右,用途也由實(shí)驗(yàn)室滲透至更廣的方面。
 

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