翰珉12017-06-24 08:31:29

火苗燃燒會因缺氧而熄滅

海邊椰子2017-06-29 02:12:16

火焰和燃燒是最為常見的化學反應之一，在地球上的火焰通常由氧氣和可燃物反應形成。對於普通的火焰，比如蠟燭，火焰頂端的空氣受熱膨脹變輕因而上浮形成向上的氣流帶走燃燒產物，同時周邊的空氣流入補充。這一連續氣流將火焰拉長變尖形成下大上小的火苗，並且補給氧氣讓火焰旺盛燃燒。燃燒釋放熱量的一部分以光子形式放出，形成我們看到的發光火焰。

但是在空間站，情況不太一樣。空間站最為不同的特性之一就是微重力的失重狀態，物體（當然也包括氣體）不會因為變輕而上浮，同樣不會因為變重而下沉。

當氣體在化學反應中被加熱時，它們仍會受熱膨脹，但不會定向上浮而是停留在原地向四周均勻膨脹，所以不會產生氣流。新鮮空氣也不會隨氣流流入，這時候維持燃燒的是透過擴散進入燃燒核心區的氧分子，由於擴散的速度顯著低於對流，因此燃燒反應的速度也會比地面緩慢。另外的不同在於熱量的耗散，在地球上的火焰會加熱流入的空氣產生一股向上的高溫氣流（所以鍋具都會放置在熱源上方），而空間站中的火焰不會透過氣流消耗熱量，它們透過輻射和傳導散熱，同對流相比熱量耗散也會顯著變慢，這使得緩慢的燃燒也不會因為熱量散失過快而熄滅。

所以空間站中的火焰具有各向同性，燃燒緩慢均勻的特點。火焰傾向於成為完全對稱的球形，並且均勻緩慢燃燒，溫度較低。由於燃燒速度慢，反應比較完全，因而火焰更容易呈現均勻的藍色（而非燃燒不完全產生的碳顆粒受熱發出的黃白光）。由於燃燒區域的熱量不易散失，要撲滅太空中的火焰比地球上要困難。事實上，NASA在很久以前就做了許多這樣的實驗：

地面與太空的燭火對比。 太空中的燭火近似包裹燭芯的球形，幾乎沒有外焰和明亮的內焰，火焰的主體是淡藍色的低溫焰心。

太空中蠟燭點燃到穩定燃燒的全過程。

正庚烷液滴燃燒產生的美麗球形火焰。