木头和煤炭烧完有灰烬，汽油连灰都没有，质量守恒呢，都去哪了？

人类最伟大的成就是发现并学会了用火，从远古人用自然界的火种煮熟食物，驱赶野兽，到现代社会用火驱动汽车与飞机，甚至飞向宇宙的火箭仍然在用火！

尽管火那么普遍使用，但吃瓜群众却有一个挥之不去的问题，火是一种神奇的现象，煤炭用火烧过之后就剩下了一丢丢物质，木头烧完之后的灰烬一阵风就消失了，而汽油居然连灰烬都没有，说好的质量守恒呢？那些物质都去哪了？

从燃素说到氧化反应

17世纪的炼金术士们也很想知道这神奇的燃烧到底是怎么回事，而此时正是一个从炼金术向化学科学转变的年代，当时的炼金术界大佬们都很认同德国医生贝歇尔提出燃素说，燃烧就是易燃元素放出了燃素！确实这非常有道理，因为当时能找到的物质，燃烧后质量都变轻了，甚至有的消失不见，真的好有道理，居然无言以对！

到了十八世纪，有一位不信邪的法国著名化学家拉瓦锡，没错那会已经从炼金术发展到了化学！他在1784年重做波义尔的金属燃烧实验时发现，燃烧后的金属化合物比原来的还要重，这让燃素说支持者有点慌，甚至还搬出了金属燃烧反应中带有负质量的说法！

当然拉瓦锡后来以无可辩驳的事实证明了大部分燃烧都是氧化过程，而且我们呼吸也是一个氧化过程，当然也不是所有的燃烧都是氧化，比如镁就可以在氮气中燃烧，当然这是一个比较广义的燃烧。

另外俄国科学家罗蒙索夫在1756年的实验中发现了质量守恒定律，孤立系统中的任何化学反应和低能量热力学过程期间，反应物或起始材料的总质量必须等于产物的质量

这是维基中的质量守恒定义，比较严谨“孤立系统中的任何化学反应和低能量热力学过程期间”中，低能量很关键，下文中会做个简单说明。

木头、煤炭和汽油，燃烧后都去哪了？

现在我们知道了大部分燃烧都是一个氧化过程，那么要回答燃烧后去哪的问题前，我们必须要来了解下这些物质的成分！

木头的成分：主要是纤维素、半纤维素和木质素以及水分和少量的矿物盐

煤炭：主要是碳以及少量的氧、氮与硫以及微量的磷、氟、氯和砷等元素

汽油：主要是C5～C12脂肪烃和环烷烃类，以及一定量芳香烃和硫化物。

木头的纤维素以及半纤维素和木质素的组成都是碳（44%）氢（6%）氧（425%）氮（05%以下）矿物质（1%以下）。燃烧受热时会产生裂解反应，在不同温度下产生的产物有所差别：

200℃主要生成形式是二氧化碳和水蒸气以及甲酸乙酸以及各种易燃气体，在200～280℃产生少量水汽及一氧化碳，在280～500℃，产生可燃蒸气及颗粒；在500℃以上则主要是碳。

完全燃烧时大部分都是二氧化碳和水蒸气，不完全燃烧时会产生一氧化碳，所以冬季千万不可以在家里生炉子，产生的一氧化碳会比氧更溶液和血液中的红血球几何，导致一氧化碳中毒！这些二氧化碳与水蒸气等都随风飘走了，剩下的就是各种无法燃烧的矿物质组成的灰分。

木材中的灰分比例大都不超过1%，草木灰分比稍高大约2%左右！一吨木材燃烧大约只留下10千克灰分，还有部分飞灰在燃烧过程中随风飘走了！

煤炭的燃烧过程

煤炭的燃烧过程比较复杂，但可以简单的为几个阶段：

水分蒸发阶段：煤炭在加热过程中会首先蒸发水分挥发物燃烧阶段：继续加热的煤炭会析出挥发物，包括氮、氢、甲烷、一氧化碳、二氧化碳和硫化氢等气体，另外还有一些复杂的有机化合物。焦炭燃烧阶段：煤炭中的挥发物烧完，剩下的就是物质就是焦炭，煤炭燃烧的主要热量就是在这个阶段释放。

这个反应过程大致如下：

挥发份+O2 →CO2+H2O C+O2→CO2 S+O2→SOX（SO2）

完全燃烧反应 N+O2→NOX

挥发份 → CMHN C → CO 不完全燃烧反应 N → NH3

所以二氧化碳、水蒸气以及硫化物和氮氧化物与氮氢化合物等，还有煤炭中无法燃烧或者燃烧后形成的固形物就是煤灰，包括硅、铝、铁、钛、钙、镁、硫、钾、钠等元素的氧化物与盐类，因此煤灰也是可以利用的资源，比如用作用作水泥、砂浆、混凝土的掺合料，也可以生产石膏与陶瓷颗粒以及农业与环保用途。

按灰分比例区分煤炭质量

灰分并不是煤炭质量的唯一标准，但它是非常重要的指标，因为煤灰分与煤的发热量密切相关，煤产品的灰分直接影响煤得利用效率，品质优良的灰分比例在5%以下！这些灰分就是最后跑不掉会留在炉膛里的煤灰。

汽油燃烧过程

汽油成分是己烷和辛烷，己烷的分子式是C6H14，辛烷的分子式是C₈H₁₈，完全燃烧时：

己烷燃烧：2C6H14+19O2=12CO2+14H20

辛烷燃烧：2C₈H₁₈+25O₂---点燃-->16CO₂+18H₂O

理论上只有二氧化碳和水，完全没有污染，但很抱歉，在内燃机的燃烧室中高温高压以及恶劣的燃烧环境，会产生一氧化碳CO、碳氢化合物HC以及氮气和氧气结合形成氮氧化物NOx，而其中的硫等成分则会形成硫化物

所以污染就是这么来的，当然气缸内燃烧还有未燃烧的碳微粒形成积碳，而乙醇汽油则会形成乙酸腐蚀铜和铝等金属，还对机油有影响，不过乙醇汽油中都会加入腐蚀抑制剂防止腐蚀金属。

离子推进与核裂变和核聚变

液氢和液氧的火箭大家应该都很清楚了，这燃烧反应就生成水，液氧煤油也容易理解，至少它的燃烧原理和煤油灯也差不多，但有一种常见的有毒火箭燃料，比如偏二甲肼和四氧化二氮可能大家就有些不了解，它的反应过程如下：

C2H8N2 + 2N2O4＝2CO2 + 4H2O + 3N2

这是一个化学反应过程，现在仍然有很多火箭在使用这种燃料，它的特征是会有红**的烟雾！

龙飞船的逃逸火箭用的也是肼类燃料

另外现在深空发动机中的离子推进这些就不属于化学燃烧的火箭了，这些将推进剂加速到质子和电子分离的电离状态，然后将电子和质子分别经过不同的途径加速排出发动机，使得火箭获得前进的动力，这种模式获得尾流速度极高，因此可以用很少的燃料工作很久，使得火箭的比冲大大提高，也增加了火箭的燃料利用率！

核裂变是利用重原子核比如铀-235被中子轰击裂变，产生质量亏损获得巨大能量，此处的能量来源就必须要考虑质能方程来计算了，因为产生的巨大的能量，和上文中的“低能量热力学过程”无法同日而语了！尽管化学反应也产生了能量，但由于能量太小，产生的质量差异可以忽略！

重核裂变

比如1吨TNT爆炸时的质量亏损大约为004655毫克，基本上就可以忽略！按比例来算，化学反应中的质量亏损大概只有十亿分之一到一千亿十分之一左右。

最后还有一个所谓的氢燃烧，天文学家形容主序星阶段就是氢燃烧阶段，但这个过程并不是燃烧，而是氢的核聚变过程，和重核裂变相反，聚变是两个轻原子核聚变成重原子核的过程，这个过程同样会释放巨大的能量，而太阳的能量正来自于此！

在物理学上，物质具有六种不同的形态，分别为固态、液态、气态、等离子态、玻色-爱因斯坦凝聚态、费米子凝聚态。

我们通常所见的火焰就是一种高温等离子态，当然，也并不是所有的火焰都是高温等离子态，在一些情况下，低温同样也可以产生火焰。相对而言，在物质的六种形态之中，固态、液态和气态是较为常见的，大多数的物质都具有这三种不同的形态，而且在一定的条件之下，三种形态是可以进行相互转化的。

日常生活中最好的例子莫过于水了，因为水的三种形态都是极为常见的，将会放置在冰箱的冷冻室里，它会凝聚变为固态，而处于零摄氏度以上的常温环境中，水又会变为它最常见的形态，液态。如果我们把水加热到100摄氏度，那么它会气化，变为水蒸气，此时的水是气态。

日常所见的很多物质并不像水这样，三种形态都经常可见。

比如金属，大多数的金属都是以固态的形式存在的，只有将它们加热到相当的温度，它们才会融化变为液体，比如将铁加热到1538摄氏度，它就会融化，从而变为铁水，而将铜加热到10834摄氏度，它就会融化，从而变为铜汁，目前已知的熔点最高的金属是钨，它的熔点达到了3380摄氏度。

不过熔点再高也罢，它们终归也有从固态转化为液态的时刻，可有些物质，我们却从未见过它们发生形态的转变，而且以常识来进行判断，它们似乎也不可能发生形态的转变，其中一个具有代表性的就是木头，木头的质地远没有金属坚硬，但是我们从没有听说过木头会变为液态。这是为什么呢？

木头可以变为液态吗？能也不能。

首先，木头和上面所提到的水与金属都不是一回事，水也好，金属也罢，它们都是属于单一物质。比如水是由水分子所构成的，而金属则是直接由金属原子所构成的，比如铁是由铁原子所构成的。物质形态的变化从本质上来讲是一种物理变化，举例而言，水分子的运动速度就决定了水的外在形态。

比如当水分子紧密排列运动缓慢的时候，它就是我们常见的冰块，是固态的，随着温度的升高，水分子的运动速度会加快，水也就从冰的形态融化为液态，随着温度的继续升高，水分子运动速度越来越快，分子间的距离也越来越大，于是水就变为了水蒸气，成为一种气态物质了。金属形态的变化和水是同理的。

水和金属都是一种单一物质，但木头不是，木头的组成成分非常复杂，它是由众多有机物和无机物结合而成的。

所以就导致了一种现象的出现，那就是木头的燃点比熔点低，所以木头总是到达不了熔点，就已经开始燃烧了。一般来讲，木头在200度以上就会发生闪燃现象，而温度达到250摄氏度，则可以实现稳定燃烧，而木头的自燃点大概在400摄氏度左右。

木头在燃烧的过程中，其中的水分会率先蒸发，而木头之中的主要成分，也就是纤维，将会在燃烧的过程中逐渐炭化。木头源自于植物，而植物、动物以及我们人类，所有的生命体的基础都是碳，所以，植物、动物以及我们人类都有着一个共同的熔点，这个熔点就是3500摄氏度。

3500摄氏度，这是碳的熔点，也可以说是所有生命体的熔点。

木头的熔点是3500摄氏度，而在400摄氏度的时候，木头就会发生自燃，所以木头总是在融化之前就开会了燃烧，这就是木头无法融化变为液体的原因所在。也许有的朋友会这样想，将木头放在一个密闭的高温容器之中，让木头在没有氧的环境下升温会怎样呢？

​其实这并不是什么新奇的设想，在这样的环境之下，木头大体会经历如下的变化：水分蒸发、木头开始炭化、最终残留下木炭以及少量的无机盐，在很早很早以前，人们就将这个过程称之为：“烧炭”，我们的祖先在千百年来所使用的木炭就是以这种方法制取的。当然了，如果继续将炭加热到3500摄氏度以上，那么它是会融化的。

木头的用途很多，我将把它的用法列为(40）种：

1床 2桌子 3地板 4茶具 5洗衣板 6厨具用品 7椅子 8杯子 9地球仪10铅笔 11棒球棍 12不倒翁 13书柜 14棋子 15龙柱16音响 17烟灰缸 18相框 19书的封面 20垃圾桶 21栅栏 22房屋 23盒子 24扫吧 25窗框 26佛像 27木剑 28衣服挂 29木制工艺品 30轿子 31老式乐器 32门 34梯子 35皇太后用来装首饰的木箱 36笔筒 37柴伙 38纸巾 39沙发 40电线杆。成分：是纤维素，要补充的是，纤维素是多糖，属于糖类，由C、H、O三种元素化合而成

木材是由树木中沿着主干、分支以及树枝方向生长的各种细胞组成的，而这些细胞基本上都是由纤维素构成的，它们通过一种叫木质素的物质粘在一起。

你可以将一块木头想象成用胶水粘在一起的一束秸杆。这些粘在一起的秸杆很难被拦腰折断，将它们彼此分开相对容易些。这就是为什么木材更容易沿着纹理而不是横向于纹理开裂。

从一棵树的横截面能看到其不同的生长特征。

最外面的是树皮，其中最靠外的树皮可以保护树林免遭动物和自然环境的破坏和磨损；而靠里的树皮则负责将树叶通过光合作用产生的营养物质运输到一层名为“形成层”的很薄的活细胞中。

所有树木的生长都发生在形成层。形成层的细胞朝外生长形成新树皮，朝里生长就变成了新木材。每年形成层都会朝里长生一个新的边材外圈，它的主要作用是将水分从树根运送到树的上部。随着细胞不断生长，边材的最里层会渐渐推动运输水分的能力，慢慢变硬成为心材，也就是树干中部颜色较深的部分。而树干的中心部分叫作髓心。

在大多数气候条件下，树林在春天的生长速度比夏天要快。在同一个年轮内，这一现象具体体现在密度和颜色的变化上。每个年轮靠里面的部分叫作春材，在春天树木生长旺盛时形成，它们的细胞比夏天生长出来的夏材要大，而且颜色也不一样。

有的，木头里有甲醛。生活中对人体造成伤害的甲醛，可以说无处不在。涉及的物品包括家具、木地板。我国家庭空气中的甲醛来源主要有以下几个方面：

①用作室内装饰的胶合板、细木工板、中密度纤维板和刨花板等人造板材。

②用人造板制造的家具。

③含有甲醛成分并有可能向外界散发的其他各类装饰材料，如贴墙布、贴墙纸、化纤地毯、油漆和涂料等。

扩展资料：

甲醛还来自生活的其它方面：

①甲醛可来自化妆品、清洁剂、杀虫剂、消毒剂、防腐剂、印刷油墨、纸张等。

②泡沫板条作房屋防热、御寒与绝缘材料时，在光与热的作用下，泡沫老化、变质产生合成物而释放甲醛。

③烃类经光化合作用能生成甲醛气体，有机物经生化反应也能生成甲醛，在燃烧废气中也含有大量的甲醛，如每燃烧1000L汽油可生成7kg甲醛气体，甚至点燃一支香烟也有017mg甲醛气体生成。

④甲醛还来自于车椅座套、坐垫和车顶内衬等车内装饰装修材料，以新车甲醛释放量最突出。

⑤甲醛也来自室外空气的污染，如工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等在一定程度上均可排放或产生一定量的甲醛。

参考资料：

-甲醛