2021-10-09 18:24:06
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火焰

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常见物理现象

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火焰指火的灼热发光的气化部分。火焰是一种状态或现象,燃烧着的可燃气体,发光,发热,闪烁而向上升。

燃烧既是化学现象,也是一种物理现象

火焰可以给人带来许多益处,但使用不慎也可产生危害。产生火焰的三个条件是有可燃物,有氧化剂,温度达到着火点。

火焰并非都是高温等离子态,在低温下也可以产生火焰。

基本信息

  • 中文名称

    火焰

  • 外文名称

    Flame

  • 拉丁文

    flamma

  • 应用学科

    能源,化学,物理

  • 中文读音

    huǒ yàn

折叠 编辑本段 基本含义

火焰是一种状态或现象,燃烧着的可燃气体,发光,发热,闪烁而向上升。可燃液体或固体须先变成气体,才能燃烧而生成火焰。主要由于可燃气体被空气或单纯的氧气氧化而发光发热。部分物质燃烧并非一定需要氧气,如活泼的金属镁可以在二氧化碳和氮气中燃烧。

折叠 编辑本段 火焰组成

1、内层: 深蓝色火焰,因供氧不足,燃烧不完全,温度最低,有还原作用,称焰心还原焰

2、中层: 深红或浅黄色火焰,明亮。温度比内层高,称内焰

3、外层: 无色,因供氧充足,燃烧完全,温度最高,有氧化作用,称外焰氧化焰

焰心、内焰和外焰,火焰的温度由内向外依次增高。

焰心:中心的黑暗部分及蓝色部分,由能燃烧而还未燃烧的气体所组成。

内焰:包围焰心的最明亮部分,是气体未完全燃烧的部分。含着碳粒子,被烧热发出强光,并有还原作用,也称还原焰。

外焰最外层浅黄或透明的区域,叫做反应区。是气体完全燃烧的部分。含着过量而强热的空气,有氧化作用,也称氧化焰。

折叠 编辑本段 本质分析

火焰的本质是放热反应中反应区周边空气分子加热而高速运动,从而发光的现象。

化学反应中当反应物总能量大于生成物总能量时,一部分能量以热能形式向外扩散,称为放热反应。向外释放的热能在反应区周围积聚,加热周边的空气,使周边空气分子做高速运动,运动速度越快,温度越高。火焰按照距反应区距离由近至远分为:

1、焰心,粒子运动速度低,光谱集中在红外区,亮度最低,温度最低。

2、内焰,粒子运动速度中等,光谱集中在可见光部分,亮度最高,温度较高。

3、外焰,粒子运动速度最快,光谱集中在紫外区,亮度较高,温度最高。

反应区向外释放的能量从焰心至外焰逐渐升高,然后急剧下降,使火焰有较清晰的轮廓,火焰与周围空气的边界处即反应能量骤减处。

火焰中心(或起始平面)到火焰外焰边界的范围内是气态可燃物或者是汽化了的可燃物,它们正在和助燃物发生剧烈或比较剧烈的氧化反应。在气态分子结合的过程中释放出不同频率的能量波,因而在介质中发出不同颜色的光。

火焰是能量的梯度场。伴随燃烧的过程,其残留物可以反射可见光,与能量密度无关。

火焰可以理解成混合了气体的固体小颗粒,因为是混合体,单纯的说成固体或者气体都不合理的。因为固体小颗粒跟空气中的氧气起反应(受到高温或者其他的影响),所以可以以光的方式释放能量。

火是物质分子分裂后重组到低能分子中分离、碰撞、结合时释放的能量。

火焰内部其实就是不停被激发而游动的气态分子。它们正在寻找"伙伴"进行反应并放出光和能量,而所放出的光,让我们看到了火焰。

折叠 编辑本段 延伸

蜡烛的泪状火焰是热量造成空气流上升所致。空气流在蜡烛火焰周围平稳流动,并将它聚拢成一点。

本生灯的火焰形状是由空气流和燃气流共同控制的。如果本生灯在点燃之前,燃气没有同空气混合,灯的火焰就会是紊乱的,看上去像一条黄色的带子在微风中舞动。如果空气事先同燃气混合,那么火焰的温度要高得多,形状也规则得多,是带点蓝色的圆锥形。

无论何种方式,火焰的形状同重力有关,尤其是这样一个事实:热空气的密度比冷空气低,因此会向上升。在失重状态下,这种"对流"的效应就不再发挥作用了,火焰的形状更像球形。

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