[科普中國(guó)]-木炭和木柴，火焰到底pick誰？

在我們的印象中，燃燒與火焰似乎形影不離，但在日常生活中，仿佛燒烤的木炭只有在油脂滴落時(shí)才會(huì)產(chǎn)生火苗，而篝火則持續(xù)綻放著熊熊火焰。那么，為什么木炭燃燒沒有火焰，而木柴燃燒卻有火焰呢？

事實(shí)上，只有氣態(tài)物質(zhì)燃燒才會(huì)產(chǎn)生火焰，比如我們做飯時(shí)使用的煤氣、天然氣。可是像汽油、酒精這樣的液體可燃物，以及石蠟、木材之類的固體，燃燒時(shí)也能看到火焰，這是為什么呢？要解釋這個(gè)問題，我們首先要了解燃燒的幾種方式。

蒸發(fā)燃燒

可燃性的液體和固體一般會(huì)進(jìn)行蒸發(fā)燃燒，但是過程略有區(qū)別?？扇夹砸后w燃燒是液體蒸發(fā)汽化與助燃物（空氣中的氧）在火源作用下的燃燒，而可燃性固體燃燒則是可熔化的可燃性固體受熱升華或熔化后蒸發(fā)，產(chǎn)生可燃?xì)怏w而發(fā)生的燃燒。汽油、酒精以及石蠟的燃燒，都屬于蒸發(fā)燃燒。

分解燃燒

分解燃燒是指可燃物在燃燒過程中生成某些熱分解產(chǎn)物，這些熱分解產(chǎn)物再進(jìn)行氧化燃燒的燃燒方式。木材、紙張、棉、麻以及合成高分子的熱固性塑料、合成橡膠等的燃燒方式均屬于分解燃燒。

木材遇火時(shí)，其中的水分會(huì)逐漸蒸發(fā)，溫度達(dá)到100℃時(shí)，木材會(huì)變得非常干燥。如果繼續(xù)加熱，木材就會(huì)進(jìn)入熱分解階段，到130℃左右，木材會(huì)分解出大量水蒸氣和二氧化碳。當(dāng)溫度超過170至180℃，木材的熱分解速度加快，會(huì)釋放出一氧化碳、甲烷、乙烯等可燃?xì)怏w，這些氣體燃燒，就形成了明亮的火焰。如果木材繼續(xù)燃燒，溫度到達(dá)200℃以上，分解出的可燃?xì)怏w就會(huì)陸續(xù)燃燒殆盡，木材顏色逐漸變深，完全炭化，即變?yōu)榱四咎俊?/p>

表面燃燒

表面燃燒也稱無火焰的非均相燃燒，是指可燃物受熱后不發(fā)生熱分解和相變（相變即物態(tài)變化，如固體熔化、液體汽化、氣體液化、液體凝固等），只在被加熱物體的表面與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的燃燒方式，從表面開始呈余燼的燃燒狀態(tài)。焦炭、木炭和不揮發(fā)金屬等的燃燒都屬于表面燃燒。焦炭、木炭具有多孔性結(jié)構(gòu)，且炭的沸點(diǎn)很高，因此在燃燒條件下，即使溫度非常高，也不會(huì)熔融、升華或分解產(chǎn)生可燃?xì)怏w，因此就不會(huì)產(chǎn)生火焰。

以上燃燒方式解釋了木柴燃燒有火焰而木炭燃燒無火焰的原因：主要是其燃燒方式的根本性不同。實(shí)際上，除了表面燃燒，另外一種燃燒方式也會(huì)呈現(xiàn)無火焰的燃燒狀態(tài)——陰燃。陰燃是指物質(zhì)無可見光的緩慢燃燒，通常在空氣不流通、加熱溫度較低或濕度較大的條件下發(fā)生。一些固體物質(zhì)，如紙張、鋸末、纖維物質(zhì)、乳膠、橡膠及某些多孔熱固性塑料等，發(fā)生陰燃的可能性較大。陰燃具有持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、隱蔽性強(qiáng)的特點(diǎn)，危險(xiǎn)性也較高，煙頭燃燒就是典型的陰燃現(xiàn)象。現(xiàn)實(shí)中由于陰燃引起的火災(zāi)現(xiàn)象比比皆是，所以千萬不能掉以輕心。

北京市海淀區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校附屬實(shí)驗(yàn)學(xué)校中學(xué)一級(jí)教師牟丹進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。

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