Flame-火焰
簡介/陳育霖
教學網頁[冒牌自然老師]
火焰是一個日常生活中, 再自然不過的現象. 其實火焰綜合了許多物理及化學現象. 首先它就是一個不折不扣的氧化還原反應. 反應發生當下放熱. 熱則主要以輻射及對流形式向外傳播. 因為工業需求與研究領域的關係, 火焰結構、燃燒、熱傳遞專家大量集中在機械工程系的熱流組. 像是出身建中、台大機械系, 曾經擔任加州大學柏克萊分校(University of California, Berkeley)校長田長霖教授, 就是國際知名的熱傳專家.
蔡鎮丞長久累積對火焰研究的興趣與熱忱, 先整理這篇文章與大家分享.
撰文/蔡鎮丞
永和國中數理資優班2014年畢業班
擅長實驗技術、朗讀
火焰是人類自古以來就發現了的東西，火的發現帶動了人類文明的進步，從烹調食物，一直到工業發展，火都扮演著不可或缺的角色，但究竟什麼是火焰呢?
首先，我要聲明，開頭我說火焰是”東西”其實不太正確，正確來說，火焰是光，英文中flame跟fire的區別就在此，flame是火發出光和熱的氣體區塊，而fire才是指火這個東西，而火焰的構造又分為焰心、內焰和外焰(如圖)。
焰心呈藍色，其內容是未燃燒的燃料氣體，溫度低，亮度暗；內焰呈橘紅色，焰心的燃料氣體在此燃燒，因其中含有碳粒，所以亮度最亮；外焰偏透明，因為它與空氣直接接觸，所以溫度較高，碳粒燃燒完全，故較為透明。
而火焰之所以會是像水滴一般的型狀，主要是跟空氣的對流有關，我們都知道，熱空氣會上升，而冷空氣會下降，因為如此被火焰加熱的空氣往上流動，而周圍的冷空氣就會遞補，型成一股向上的對流，也因此火焰會呈現這樣的型狀。有趣的是，在外太空失重的火焰卻是呈現球型的。美國的NASA曾經做過實驗，他們在外太空點火，火焰就會呈現如右圖的球型，目前較為有力的說法是:因為外太空沒有重力，所以被加熱的空氣會
圖片引自維基百科
均勻的向四面八方擴散，而周圍的空氣有會進行遞補，型成微弱的對流，而之所以會呈現藍色，是因為不像在地球上有如此強烈的對流，使得空氣較能夠完全燃燒，也比較不會有碳粒產生。
在一般狀況的外焰中，因為它有足夠的熱，使周圍的氣體離子化，所以會產生部分游離電漿，而這些電漿會受到高壓電場的吸引，所以會產生如這影片中的現象
http://www.youtube.com/watch?v=6fKGeV4NrrA&hl=zh-TW&gl=TW
蔡鎮丞
簡介/陳育霖
教學網頁[冒牌自然老師]
火焰是一個日常生活中, 再自然不過的現象. 其實火焰綜合了許多物理及化學現象. 首先它就是一個不折不扣的氧化還原反應. 反應發生當下放熱. 熱則主要以輻射及對流形式向外傳播. 因為工業需求與研究領域的關係, 火焰結構、燃燒、熱傳遞專家大量集中在機械工程系的熱流組. 像是出身建中、台大機械系, 曾經擔任加州大學柏克萊分校(University of California, Berkeley)校長田長霖教授, 就是國際知名的熱傳專家.
蔡鎮丞長久累積對火焰研究的興趣與熱忱, 先整理這篇文章與大家分享.
撰文/蔡鎮丞
永和國中數理資優班2014年畢業班
擅長實驗技術、朗讀
火焰是人類自古以來就發現了的東西，火的發現帶動了人類文明的進步，從烹調食物，一直到工業發展，火都扮演著不可或缺的角色，但究竟什麼是火焰呢?
首先，我要聲明，開頭我說火焰是”東西”其實不太正確，正確來說，火焰是光，英文中flame跟fire的區別就在此，flame是火發出光和熱的氣體區塊，而fire才是指火這個東西，而火焰的構造又分為焰心、內焰和外焰(如圖)。
焰心呈藍色，其內容是未燃燒的燃料氣體，溫度低，亮度暗；內焰呈橘紅色，焰心的燃料氣體在此燃燒，因其中含有碳粒，所以亮度最亮；外焰偏透明，因為它與空氣直接接觸，所以溫度較高，碳粒燃燒完全，故較為透明。
而火焰之所以會是像水滴一般的型狀，主要是跟空氣的對流有關，我們都知道，熱空氣會上升，而冷空氣會下降，因為如此被火焰加熱的空氣往上流動，而周圍的冷空氣就會遞補，型成一股向上的對流，也因此火焰會呈現這樣的型狀。有趣的是，在外太空失重的火焰卻是呈現球型的。美國的NASA曾經做過實驗，他們在外太空點火，火焰就會呈現如右圖的球型，目前較為有力的說法是:因為外太空沒有重力，所以被加熱的空氣會
圖片引自維基百科
均勻的向四面八方擴散，而周圍的空氣有會進行遞補，型成微弱的對流，而之所以會呈現藍色，是因為不像在地球上有如此強烈的對流，使得空氣較能夠完全燃燒，也比較不會有碳粒產生。
在一般狀況的外焰中，因為它有足夠的熱，使周圍的氣體離子化，所以會產生部分游離電漿，而這些電漿會受到高壓電場的吸引，所以會產生如這影片中的現象
http://www.youtube.com/watch?v=6fKGeV4NrrA&hl=zh-TW&gl=TW
蔡鎮丞
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