汪南洋

（安徽信息工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

在現(xiàn)今的社會(huì)發(fā)展中，煙霧問題成為了各國擔(dān)憂的話題，煙霧的問題在慢慢地被世界各地所關(guān)注，同時(shí)世界各國的科學(xué)家對煙霧進(jìn)行了大量的研究，在我們正常生活中產(chǎn)生煙霧是無法避免的，這時(shí)候應(yīng)該了解煙霧，深層地了解煙霧和探索煙霧的神秘之處，可以讓人們得到有效避免煙霧污染的產(chǎn)生，并且減少煙霧污染對人們的傷害。

1 煙霧的研究概述

1.1 煙霧的分類

煙霧的分類十分廣泛，根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)會(huì)產(chǎn)生不同的煙霧分類，可以根據(jù)煙霧的組成成分分類，也可以根據(jù)煙霧的性質(zhì)分類。在姚偉峰的“煙霧對可見光遮蔽能力測定系統(tǒng)”一文中，姚偉峰在論文中將煙霧分為兩大類。第一類煙霧是熱煙霧，熱煙霧在形成時(shí)一般會(huì)伴隨著化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，并且放出大量的熱量，熱煙霧按組成成分可分為HC型和赤磷型。

第二類煙霧是冷煙霧，冷煙霧在形成中一般只有物理過程，冷煙霧又可分為固體型冷煙霧和液體型冷煙霧。固體型冷煙霧的形成主要由金屬粉、無機(jī)粉末和有機(jī)粉末等等。

1.2 光線對煙霧能量的影響

光線不會(huì)使煙霧中的成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只有物理反應(yīng)中的照射，在光線照射煙霧時(shí)，煙霧中的成分包含有一定量的吸光物質(zhì)，這些吸光物質(zhì)可以吸收陽光的光能，陽光的光線是復(fù)合光，也就是煙霧可以吸收復(fù)合光的光能。

在光線照射煙霧的現(xiàn)象中存在光衰減，也被稱為光量子的能量衰減。光是由一個(gè)個(gè)能量子構(gòu)成，感受到的熱量也是能量，所有的光都有能量，只是大小不同而已，當(dāng)光線遇到物體時(shí)，便撞到物體上，把能量帶到光線照射到的地方，但是，如果帶給物體的能量太少便感受不到，帶給物體的能量大多數(shù)是以熱量形式表現(xiàn)，但是，也有其他的能量，如電能。同時(shí)，光線照射煙霧的過程中存在反射，反射可以使光線的大部分能量反射回去。光線照射在鏡子上時(shí)，鏡子表面的溫度幾乎不升高，因?yàn)殓R子將絕大部分光反射回去，吸收的光線太少，也就是吸收的能量太少。

煙霧吸收陽光的光能有什么影響，陽光的光能是非常大，煙霧只能吸收其中的一小部分，存在光的一部分被煙霧吸收，一部分透過煙霧，一部分被煙霧中的物質(zhì)反射。在能量守恒定律中解釋道：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而能量的總量保持不變。煙霧吸收光線能量的一小部分，因?yàn)槠渲袥]有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也就是這部分能量不是用于因?yàn)橹械幕瘜W(xué)能，這部分光能是被因?yàn)槲?，被煙霧轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨淼臒崮埽簿褪莾?nèi)能。

2 模擬光線對煙霧照射實(shí)驗(yàn)

2.1 煙霧的原料

生活中的自然煙霧不易于收集，在實(shí)驗(yàn)中需要大量的煙霧，收集煙霧的方法不可行，假如在煙霧剛生成時(shí)就進(jìn)行收集，煙霧在空氣中的形態(tài)存在時(shí)間限制，如果收集過于緩慢，收集的煙霧可能會(huì)消失，無法實(shí)驗(yàn)。

收集煙霧主要是使用生煙劑，選擇的生煙劑是白色煙餅，主要成分是硫磺和鋸沫，通過點(diǎn)燃，煙餅會(huì)緩慢生產(chǎn)白色煙霧，白色煙霧的主要成分是二氧化硫，白色煙霧在光線的照射下，不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并且煙餅易生產(chǎn)煙霧和易收集煙霧，可以用一個(gè)封閉的裝置，將一小塊煙餅點(diǎn)燃，快速放入裝置內(nèi)即可。

白色煙餅產(chǎn)生的煙霧通?？梢栽诜忾]裝置內(nèi)維持半個(gè)小時(shí)，點(diǎn)燃白色煙餅放入封閉裝置內(nèi)，溫度快速上升，在白色煙餅生產(chǎn)煙霧的同時(shí)，白色煙餅會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，但是，這些熱能會(huì)在短時(shí)間內(nèi)消失，這些消失的熱能主要是散失在空氣中，封閉裝置內(nèi)部溫度會(huì)快速上升，同時(shí)，也會(huì)快速下降。白色煙餅產(chǎn)生的煙霧在一個(gè)小時(shí)內(nèi)可以完全消失，主要是生成大量的顆粒，這些顆粒會(huì)附著在裝置的內(nèi)部表面，產(chǎn)生一層淡黃的物質(zhì)，其次，白色煙餅產(chǎn)生的煙霧具有刺激性氣味，產(chǎn)生的煙霧極易擴(kuò)散。

2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備和光線

實(shí)驗(yàn)設(shè)備分為四大部分。第一步是收集煙霧，主要是通過白色煙餅生煙劑，點(diǎn)燃白色煙餅即可收集到實(shí)驗(yàn)需要的煙霧。

第二步是收集裝置，煙霧具有很強(qiáng)的擴(kuò)散性，裝置要具備封閉性，白色煙餅點(diǎn)燃后放入裝置，煙餅在裝置內(nèi)生成大量的煙霧，但是，這些煙霧的溫度較高，裝置要有一定的耐高溫，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)中要求光線照射裝置內(nèi)的煙霧，裝置必須可以被光線透過，在通過多種材料的選擇后，把玻璃作為裝置的材料，制造一個(gè)封閉的、大小適當(dāng)?shù)恼叫尾ＡЦ住?/p>

第三步是選擇光線，在實(shí)驗(yàn)中選擇普通的電燈，實(shí)驗(yàn)中的光線模擬的是陽光的光線，陽光的光線是復(fù)合光，并且是不規(guī)則的光線，電燈的光線是復(fù)合光，可以通過多個(gè)電燈的光線，是電燈的光線是不規(guī)則的，因?yàn)槟M陽光的光線，但是，不同時(shí)間的陽光有不同的光線，同時(shí)，不同的光線對同一個(gè)狀態(tài)的影響不同，則選擇不同功率的電燈或是不同功率的光束燈。

第四步是測量設(shè)備，在實(shí)驗(yàn)中測量設(shè)備的作用是測量煙霧的能量變化，煙霧的能量有很多形式，但是，這個(gè)實(shí)驗(yàn)研究的是光線照射煙霧，對煙霧內(nèi)能的影響，所以，煙霧的溫度是一個(gè)測量的標(biāo)準(zhǔn)，煙霧的溫度在前幾分鐘內(nèi)變化較大，在4～5分鐘后，煙霧的溫度變化較小。并且普通測量溫度的測量設(shè)備無法測量煙霧的溫度，比如，溫度計(jì)、紅外線測溫儀等，則選擇的設(shè)備要精確，而且可以測量煙霧的溫度，最終選擇數(shù)位溫度表進(jìn)行測量煙霧的溫度。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.3.1 實(shí)驗(yàn)前后對煙霧能量的分析

分析實(shí)驗(yàn)前后煙霧能量的變化，要分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)而分析煙霧能量的變化。在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，點(diǎn)燃白色煙餅，白色煙餅會(huì)放出大量的煙霧，因?yàn)樵诎咨珶燂炆蔁熿F時(shí)，會(huì)放出大量的熱能，煙霧的初始溫度較高，在表一和表二中的數(shù)據(jù)顯示，在煙霧生成的一分鐘時(shí)，煙霧的溫度基本都在30℃以上，在煙霧剛產(chǎn)生時(shí)，溫度一般可以達(dá)到50℃，但是，在煙霧生成的初始時(shí)，溫度會(huì)極速上升，同時(shí)，也會(huì)極速下降，選擇在一分鐘后進(jìn)行記錄較為精確，使煙霧的溫度趨于穩(wěn)定，在實(shí)驗(yàn)的前五分鐘內(nèi)，由于溫度的極速下降，無法觀察到實(shí)驗(yàn)組和對照組的差異，并且在前五分鐘內(nèi)的溫度浮動(dòng)較大，不易作為比較數(shù)據(jù)。

在實(shí)驗(yàn)的過程中可以得到實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，在實(shí)驗(yàn)五分鐘后，煙霧是溫度較為平緩，可以通過這樣一段數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，表一和表二記錄的數(shù)據(jù)為多次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，分析表一和表二的數(shù)據(jù)可以得到，在每組實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組的數(shù)據(jù)在每個(gè)時(shí)間單位內(nèi)下降的數(shù)據(jù)比對照組每個(gè)時(shí)間單位內(nèi)下降的數(shù)據(jù)少，在每分鐘內(nèi)，煙霧的溫度下降比較慢，并且隨著時(shí)間的加長，煙霧溫度的下降速率越來越慢，兩組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)在每個(gè)時(shí)間單位內(nèi)基本不同，實(shí)驗(yàn)組在每個(gè)時(shí)間單位下降的溫度比對照組在每個(gè)時(shí)間單位下降得少，在時(shí)間的推移，實(shí)驗(yàn)組的數(shù)據(jù)差距減少，在同一組實(shí)驗(yàn)內(nèi)，有強(qiáng)光線照射的一組在單位時(shí)間內(nèi)的下降比較平均，無光線照射的一組下降比較雜亂一點(diǎn)。

在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到30分鐘時(shí)的記錄一般都有一個(gè)普遍的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)組的數(shù)據(jù)大于對照組的數(shù)據(jù)，就是實(shí)驗(yàn)組的煙霧溫度在30分鐘時(shí)，一般比對照組煙霧溫度高。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，無法通過一個(gè)時(shí)間單位數(shù)據(jù)的比較，從而得出一般的規(guī)律，并且無法通過強(qiáng)光照使煙霧的溫度上升來判斷煙霧吸收光線的光能，也無法判斷是否有光照的光能作為煙霧的內(nèi)能，光線的光能不足時(shí)煙霧的溫度直接上升。在實(shí)驗(yàn)中可以看出，光線的光能可以對煙霧產(chǎn)生了微小的影響，在光線的照射下，煙霧的溫度下降得比沒有光線照射得慢，說明在這個(gè)長時(shí)間的光線照射下，煙霧吸收了部分的光能，并且作為自身的內(nèi)能。

2.3.2 結(jié)論

根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，一系列可靠實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，大量具有重復(fù)性的精準(zhǔn)良好結(jié)果均證明，這一結(jié)論在一定程度上是正確的，下面這是一個(gè)具有代表性意義的典型特征結(jié)果，煙霧可以吸收光線的部分光能，并且把光能轉(zhuǎn)化為自身的內(nèi)能。

3 結(jié)語

在這個(gè)研究的開展過程中，經(jīng)歷了8個(gè)多月，200多次實(shí)驗(yàn)，3次低谷。我期望這一研究的過程和結(jié)論可以對該領(lǐng)域提供有效的信息，同時(shí)，展開更詳細(xì)深入的研究。