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火焰或焰,是高能粒子與其他粒子碰撞時造成的發現象。當可燃物質處於白熾的高溫狀態時,會使最接近物質白熾部分的粒子加速,並和其他粒子碰撞並發光,這個過程稱為「燃燒」。在大氣中,愈高溫的燃燒所發生的火焰會愈穩定。

火焰的粒子運動以碰撞為主,其特徵更接近氣體,而不是等離子體,但造成火焰這個現象的那個白熾物質的高能量有機會使周圍的氣體離子化,令周圍的氣體轉化為等離子體,因此某些高溫火焰可能帶有微量極低電離度的等離子體[1]

燃燒介質、溫度與火焰顏色的關係

燃燒物質元素構成決定了火焰的光譜。元素表的每種元素高溫下都會發出自己特定的光色,常見的比如會出現黃色[2],鉀是紫色,綠色,化合物的光色是一種雜色,因為有許多種類的元素在發光。

天然氣的主要成分是甲烷,氣體本身燃燒應該是無色或紅色的,但天然氣在焰芯與氧氣結合,由於氧氣不足,不能完全燃燒,生成了部分一氧化碳,一氧化碳在焰尾處再與氧氣充分反應燃燒產生青藍色火焰。

火焰的顏色還取決於溫度,但並不一定藍色光就比黃色光溫度高。例如酒精燈外焰溫度高於內焰,黃色就高於藍色。 顏色隨溫度變化的是物質本身的顏色,例如燒紅的物體溫度低於燒的發白光的物體。

我們可以只以目視的方法概估出火光的溫度:

紅色(200℃-350℃)

橙色(350℃-460℃)

黃色(460℃-570℃)

黃白色(570℃-740℃)

白色(740℃-1150℃)

藍白色(1150℃-2500℃)

藍色(2500℃以上)。

常見的火焰溫度

燃燒材質 火焰溫度(°C)
木炭火焰 750至1200
甲烷 (天然氣) 900至1500
丙烷噴燈 1200至1700
蠟燭火焰 至1100 (主要),熱點可能是1300-1400
1900至2300
噴燈 至2000
乙炔噴燈 至2300
氧-乙炔 至3300
回燃火焰峰 1700至1950
本生燈火焰 900至1600(取決於空氣閥)
普通打火機火焰 280至500

視頻

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參考文獻