来源:“学习强国”学习平台 中国科学报社 发布时间:2024/3/19 7:30:41
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科学家回信|郑会龙:怎么让汽油在太空燃烧?得有氧气和点火装置

 

编者按:2023年5月起,“学习强国”学习平台与中国科学报社联合发起“科学家回信”活动,邀请广大读者向自己心中向往尊敬的科学家、科技工作者提问、留言。活动启动后,“学习强国”“科学网App”收到了读者的踊跃留言。我们精选了读者王思睿的提问,请中国科学院工程热物理研究所研究员、博士生导师郑会龙发出第四十七期回信。

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读者王思睿:汽油可以在太空中燃烧吗?

郑会龙:燃烧是一种化学反应,只要有氧化剂、有燃料,达到燃点就可以燃烧。因此,如果具备了以上几个条件的话,汽油是可以在太空中燃烧的。

如果把汽油放到太空燃烧,首先需要思考如何让汽油与氧气接触,然后如何点火,这在真空及失重的环境中并不容易做到。当然,我们从地面上行氧气及用于点火的装置,在空间站里的燃烧科学实验系统就可以造出这样的环境,汽油也就可以在太空里燃烧了。我们可以做液滴燃烧实验,也能做雾化燃烧实验,能观测到很多地面观测不到的现象。

太空中的燃烧实验不但可以做像汽油、酒精这样的液体燃烧实验,还能做气体燃料实验,如甲烷、乙烯等气体燃烧实验,也能做橡胶、生物质等固体的燃烧实验。

太空中的燃烧因为没有了对流,因此火焰形状是球形,没有上下,火焰传播也与地面有很大不同。在空间站开展燃烧实验主要的意义在于在消除了浮力效应的状态下,对燃烧这种物理化学现象进行基础科学研究,从而推动在动力、物质合成、燃烧污染理论等方面的科技发展。同时,空间站也需要解决防火、灭火的科学技术问题。

如果把汽油泼洒到空间站外的真空环境中,会变成汽油的气态分子消散于真空环境中。此时,如果在很短时间内,局部空间没有氧气或着火点,大家想想除非人为,否则怎么可能燃烧呢?

人类的太空探索,需要研究在太空中如何利用燃烧这一人类应用最早的物理化学现象,中国空间站的相关实验也必然为人类作出更多贡献,当前科学系统已在中国空间站完成第一次点火实验,进行了气体火焰的托举过程的初步实验。随着天舟飞船上行了一些科学实验装置,基于已有的气体实验插件,在年内将完成大量科学规划的实验,服务地面和空天燃烧应用装置和材料合成相关理论发展。读者所问的汽油属于液体,其专用液体实验插件正在研制,预计也将在轨开展相应的实验。

 
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