火焰(常見物理現象)

火焰指火的灼熱發光的氣化部分。火焰是一種狀態或現象，燃燒著的可燃氣體，發光，發熱，閃爍而向上升。

燃燒既是化學現象，也是一種物理現象。

火焰可以給人帶來許多益處，但使用不慎也可產生危害。產生火焰的三個條件是有可燃物，有氧化劑，溫度達到著火點。

火焰並非都是高溫等離子態，在低溫下也可以產生火焰。

基本介紹

• 中文名：火焰
• 外文名：Flame
• 拉丁文：flamma
• 套用學科：能源，化學，物理
• 中文讀音：huǒ yàn

基本含義

火焰是一種狀態或現象，燃燒著的可燃氣體，發光，發熱，閃爍而向上升。可燃液體或固體須先變成氣體，才能燃燒而生成火焰。主要由於可燃氣體被空氣或單純的氧氣氧化而發光發熱。部分物質燃燒並非一定需要氧氣，如活潑的金屬鎂可以在二氧化碳和氮氣中燃燒。

火焰組成

1、內層: 深藍色火焰，因供氧不足，燃燒不完全，溫度最低，有還原作用，稱焰心或還原焰。

2、中層: 深紅或淺黃色火焰，明亮。溫度比內層高，稱內焰。

3、外層: 無色，因供氧充足，燃燒完全，溫度最高，有氧化作用，稱外焰或氧化焰。

焰心、內焰和外焰，火焰的溫度由內向外依次增高。

焰心：中心的黑暗部分及藍色部分，由能燃燒而還未燃燒的氣體所組成。

內焰：包圍焰心的最明亮部分，是氣體未完全燃燒的部分。含著碳粒子，被燒熱發出強光，並有還原作用，也稱還原焰。

外焰最外層淺黃或透明的區域，叫做反應區。是氣體完全燃燒的部分。含著過量而強熱的空氣，有氧化作用，也稱氧化焰。

火焰

本質分析

火焰的本質是放熱反應中反應區周邊空氣分子加熱而高速運動，從而發光的現象。

化學反應中當反應物總能量大於生成物總能量時，一部分能量以熱能形式向外擴散，稱為放熱反應。向外釋放的熱能在反應區周圍積聚，加熱周邊的空氣，使周邊空氣分子做高速運動，運動速度越快，溫度越高。火焰按照距反應區距離由近至遠分為：

1、焰心，粒子運動速度低，光譜集中在紅外區，亮度最低,溫度最低。

2、內焰，粒子運動速度中等，光譜集中在可見光部分，亮度最高,溫度較高。

3、外焰，粒子運動速度最快，光譜集中在紫外區，亮度較高,溫度最高。

反應區向外釋放的能量從焰心至外焰逐漸升高，然後急劇下降，使火焰有較清晰的輪廓，火焰與周圍空氣的邊界處即反應能量驟減處。

火焰中心（或起始平面）到火焰外焰邊界的範圍內是氣態可燃物或者是汽化了的可燃物，它們正在和助燃物發生劇烈或比較劇烈的氧化反應。在氣態分子結合的過程中釋放出不同頻率的能量波，因而在介質中發出不同顏色的光。

火焰是能量的梯度場。伴隨燃燒的過程，其殘留物可以反射可見光，與能量密度無關。

火焰可以理解成混合了氣體的固體小顆粒，因為是混合體，單純的說成固體或者氣體都不合理的。因為固體小顆粒跟空氣中的氧氣起反應（受到高溫或者其他的影響），所以可以以光的方式釋放能量。

火是物質分子分裂後重組到低能分子中分離、碰撞、結合時釋放的能量。

火焰內部其實就是不停被激發而遊動的氣態分子。它們正在尋找“夥伴”進行反應並放出光和能量，而所放出的光，讓我們看到了火焰。

延伸

蠟燭的淚狀火焰是熱量造成空氣流上升所致。空氣流在蠟燭火焰周圍平穩流動，並將它聚攏成一點。

本生燈的火焰形狀是由空氣流和燃氣流共同控制的。如果本生燈在點燃之前，燃氣沒有同空氣混合，燈的火焰就會是紊亂的，看上去像一條黃色的帶子在微風中舞動。如果空氣事先同燃氣混合，那么火焰的溫度要高得多，形狀也規則得多，是帶點藍色的圓錐形。

無論何種方式，火焰的形狀同重力有關，尤其是這樣一個事實：熱空氣的密度比冷空氣低，因此會向上升。在失重狀態下，這種“對流”的效應就不再發揮作用了，火焰的形狀更像球形。