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火焰

常见物理现象

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。

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。
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，称焰心或还原焰。
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，称外焰或氧化焰。
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。
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。
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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