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火如何工作

经过:汤姆·哈里斯

什么是火?

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那些橙色的火焰到底是什么?
Rolfo Rolf Brenner/Getty Images

通常,火来自在大气和某种汽油(木头或汽油, 例如)。当然,木材和汽油不会仅仅因为它们被氧气包围而自发着火。为了发生燃烧反应,您必须将燃料加热到其点火温度

这是典型的木火中的一系列事件:

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东西将木材加热到非常高的温度。热量可能来自许多不同的事物 - 一场比赛,聚焦的光线,摩擦,闪电,其他已经在燃烧的东西...

当木材达到约300华氏度(150摄氏度)时,热量分解了构成木材的一些纤维素材料。

一些分解的材料变得挥发着,并以气体释放。我们知道这些气体是抽烟。烟雾是氢,碳和氧的化合物。其余的材料形式char,几乎是纯碳,,这是木材中的所有无燃矿物(钙,钾等)。购买木炭时,炭是您购买的。木炭是木材,已被加热以去除几乎所有挥发性气体并留下碳。这就是为什么木炭火无烟燃烧的原因。

然后,木材的实际燃烧发生在两个单独的反应中:

  • 当挥发性气体足够热时(木材约500度F(260摄氏度)),化合物分子破裂,原子与氧气重组以形成水,二氧化碳和其他产品。换句话说,他们烧伤
  • 炭中的碳也与氧气结合在一起,这是一个较慢的反应。这就是为什么烧烤木炭可以长时间保持热的原因。

这些化学反应的副作用是很多热量。火灾中的化学反应引起了许多新的热量,这是维持火灾的原因。许多燃料一步燃烧。汽油就是一个很好的例子。热量使汽油蒸发,所有这些都像挥发性气体一样燃烧。没有字符。人类还学会了如何删除燃料并控制火。一个蜡烛是缓慢蒸发和燃烧蜡的工具。

当它们加热时,碳原子的上升(以及其他材料的原子)发出光。这种“热产生光”效果称为白炽灯,与在灯泡。这就是导致可见的火焰。火焰颜色取决于您的燃烧以及它的热度。火焰中的颜色变化是由温度不均引起的。通常,火焰中最热的部分 - 底座 - 发光蓝色,顶部发光橙色或黄色的凉爽零件。

除了发出光之外,上升的碳颗粒可能会在周围的表面收集煤烟

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火在微重力中形成一个球体。
照片礼貌NASA

关于火中化学反应的危险是事实是自我延续。火焰的热量本身使燃料处于点火温度,因此只要周围有燃料和氧气,它就会继续燃烧。火焰加热任何周围的燃料,因此也会释放出气体。当火焰点燃气体时,大火蔓延。

在地球上,重力确定火焰如何燃烧。火焰中的所有热气体都比周围的空气热得多(且密度少得多),因此它们向上移动到较低的压力。这就是为什么大火通常向上蔓延的原因,这也是为什么火焰始终“指向”顶部的原因。如果您要在一个火上点火微重力环境,在船上说航天飞机,它将形成一个领域!

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