酒精灯外焰温度

酒精灯加热温度的测定研究

酒精灯是化学实验中经常使用的热源，其火焰分为焰心、内焰和外焰。一般认为酒精灯的火

焰温度在400—500℃左右，最高可达800℃，并且焰心、内焰和外焰的温度依次升高。事实果真

如此吗?在化学实验中用酒精灯作为热源，被加热的仪器(试管、烧杯等)、试剂(如CuO、KClO

3

等)其受热温度与灯焰温度相比，有没有变化?基于对这些问题的思考，我们做了如下的测定研究。

1测定方案设计

为了较准确地测定酒精灯不同部位的火焰温度，我们选用铂铑－铂热电偶温度计(如图1所

示)进行测定。热电偶的探头从灯芯位置开始，通过调节灯座的高度，依次测定酒精灯灯焰不同

部位的温度。测定方法设计是：每隔1分钟调整一次探头的位置，每次调整高度为0.5cm(以直尺

为标度)，待温度稳定后方可读数，每10秒读取一次温度值，在同一位置测定三次，取其平均值

记录数据。

2测定装置

注：该热电偶温度计量程范围为0℃—1600℃，探头同时配备一个适配器，适配器配备另

外一个温度探头，用来校正热电偶的冷端在室温下产生的温度偏移。当热电偶温度计热端被加热

时，即可读取此时温度。

3测定步骤

(1)将热电偶探头固定在与灯芯相贴的位置，记下此时位置高度，点燃酒精灯，待火焰稳定

后，进行测定，读取并记录灯芯温度；

(2)将探头位置依次升高0.5cm，读取对应的灯焰温度，做好记录。

4测定数据整理及处理

4．1支接测定酒精灯的火焰温度

(1)灯焰各部位的温度(见表1)

表1灯焰各部位的温度

相对灯芯高

度／cm

No.1

／℃

No.2

／℃

No.3

／℃

三次测定平

均温度／℃

各层火焰平

均温度／℃

焰心

0.6

598

0.5527534550537

1.5

1.5671641700670

2.3

内焰

2.5756789780775

783

3.6

3.58

4.0

外焰

4.5657

(2)灯焰的最高温度(见表2)

表2酒精灯火焰最高温度

实验编号

No.1No.2No.3

最高温度／℃

860860880

出现位置／cm

3.53.03.5

平均值／℃

867

4．2试管受热温度的测定

(1)焰心、内陷和外焰的出现位置高度

由于测定时使用的是同一盏酒精灯，所以焰心、内焰和外焰的出现位置高度没有发生变化。

(2)灯焰各部位的试管受热温度(见表3)

表3灯焰各部位的试管受热温度

相对灯芯高

度／cm

No.1

／℃

No.2

／℃

No.3

／℃

三次测定平

均温度／℃

各层火焰平

均温度／℃

焰心

0.0

458

0.5429434435432

1.5

1.5494491502495

2.9

内焰

2.553

526

3.9

3.556

4.3

外焰

4.5462

4．3加入药品后受热温度的测定

在试管底部加入CuO粉末，管口略向下倾，固定在铁架台上；并将探头固定在CuO粉末上

方，通入H

2

，过一会儿开始加热(用内焰)。根据观察记录，CuO开始被还原时的温度是220℃，

温度上升到440℃时趋于稳定，此时的最高温度比不加药品时又降低约100℃。

4．4加灯罩后酒精灯火焰温度的测定

在酒精灯的灯焰外围加一个防护网罩，测定结果为：外焰温度提高100℃左右，内焰和焰心

仅提高10℃左右。

5测定结果及分析

5．1支接测定灯焰温度

(1)由表1数据可知：酒精灯三层火焰温度的高低顺序为：焰心＜外焰＜内焰，其平均温度

分别为598℃、667℃、783℃；内焰最高温度可达867℃(见表2)。

多少年来，不论是教科书还是有关手册，一般都认为酒精灯的外焰温度最高，其原因是酒精

蒸汽在外焰燃烧最充分。但实际上，这仅是问题的一个方面；从另一方面来分析，正是由于外焰

与外界大气充分接触，燃烧时与环境的能量交换最容易，热量散失最多，致使外焰温度低于内焰。

此结论已得到华南师范大学化学系钱杨义博土“掌中宝”实验的进一步证实。

(2)三层灯焰的出现位置

三次平行测定中，焰心、内焰和外焰的出现位置非常吻合。即焰心出现在0—2.0cm高度范

围内，内焰出现在2.0—4.5cm高度范围内，外焰出现在4.5cm以上(均以灯芯高度作为基点)。这

将为我们进行化学实验时选择灯焰温度提供了有益参考。

5．2仪器、药品的受热温度

(1)试管受热温度的测定

将表l和表3的数据加以对比(见表4)，可以看出试管的受热温度与灯焰温度的显著差异(温

度降低约140℃—260℃)。

表4灯焰温度与试管受热温度的比较

焰层焰心内焰外焰

灯焰温度／℃

598783667

试管受热温度／℃

458526482

温差／℃

140257185

(2)药品受热温度的测定

由前述温度测定可知，在试管中放入氧化铜粉末，通入氢气，此时的最高温度比试管直接受

热温度又降低约100℃。究其原因，试管、药品本身吸收一部分热量，同时它们与环境也有一定

的能量交换，从而使温度降低。这提示我们：酒精灯作为热源所提供的灯焰温度与化学反应所需

温度是有较大差距的。

5．3在化学实验中，常常给灯焰加一个灯罩，以减小空气流动对灯焰的影响。我们通过实

际测定得知，加灯罩后外焰温度变化明显，比不加灯罩时提高100℃左右，其原因是不加灯罩时，

外焰受外界影响最大，加灯罩后，可起到使灯焰稳定、提高加热温度的作用。而内焰和焰心原本

就有外焰的保护，受外界影响小，因此内焰和焰心的温度与不加灯罩时变化甚小。