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火焰或焰,是高能粒子与其他粒子碰撞时造成的发现象。当可燃物质处于白炽的高温状态时,会使最接近物质白炽部分的粒子加速,并和其他粒子碰撞并发光,这个过程称为“燃烧”。在大气中,愈高温的燃烧所发生的火焰会愈稳定。

火焰的粒子运动以碰撞为主,其特征更接近气体,而不是等离子体,但造成火焰这个现象的那个白炽物质的高能量有机会使周围的气体离子化,令周围的气体转化为等离子体,因此某些高温火焰可能带有微量极低电离度的等离子体[1]

燃烧介质、温度与火焰颜色的关系

燃烧物质元素构成决定了火焰的光谱。元素表的每种元素高温下都会发出自己特定的光色,常见的比如会出现黄色[2],钾是紫色,绿色,化合物的光色是一种杂色,因为有许多种类的元素在发光。

天然气的主要成分是甲烷,气体本身燃烧应该是无色或红色的,但天然气在焰芯与氧气结合,由于氧气不足,不能完全燃烧,生成了部分一氧化碳,一氧化碳在焰尾处再与氧气充分反应燃烧产生青蓝色火焰。

火焰的颜色还取决于温度,但并不一定蓝色光就比黄色光温度高。例如酒精灯外焰温度高于内焰,黄色就高于蓝色。 颜色随温度变化的是物质本身的颜色,例如烧红的物体温度低于烧的发白光的物体。

我们可以只以目视的方法概估出火光的温度:

红色(200℃-350℃)

橙色(350℃-460℃)

黄色(460℃-570℃)

黄白色(570℃-740℃)

白色(740℃-1150℃)

蓝白色(1150℃-2500℃)

蓝色(2500℃以上)。

常见的火焰温度

燃烧材质 火焰温度(°C)
木炭火焰 750至1200
甲烷 (天然气) 900至1500
丙烷喷灯 1200至1700
蜡烛火焰 至1100 (主要),热点可能是1300-1400
1900至2300
喷灯 至2000
乙炔喷灯 至2300
氧-乙炔 至3300
回燃火焰峰 1700至1950
本生灯火焰 900至1600(取决于空气阀)
普通打火机火焰 280至500

视频

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参考文献