2019圣誕節(jié)近在咫尺，圣誕節(jié)點蠟燭以祈求好運和上帝的祝福，同時也是對圣嬰的迎接，從物理學(xué)的角度來看，為什么燃燒的蠟燭，它的火苗是朝上的？物理知識大普及，小編一一為大家解答：

一、為什么燃燒的蠟燭，它的火苗是朝上的？

火在燃燒的時候，發(fā)出很多熱量。這種熱量把周圍的空氣加熱，于是，受熱后的空氣產(chǎn)生熱膨脹，變得很輕，開始上升。在水中，輕的物體總是漂浮在水面上。在空氣中也是這樣的。也就是說，由于空氣受熱變成上升氣流，才使得火焰的方向朝上。

你也可以這樣來理解：火向上燃燒，是因為上升的空氣或燃燒的熱氣體把火焰拉上去了。

因此，在火焰的上端呈現(xiàn)出一種像蠟燭的火苗或火柴的火苗那樣的尖形。這種形狀接近于三角形，尤其是頂端和三角形一樣。

由于物體在燃燒的過程中，這種作用不斷地產(chǎn)生，所以，火總是向上燃燒的。

人們認(rèn)為，失火現(xiàn)場出現(xiàn)強風(fēng)，煙囪能夠助燃，其原因都是由于這種強烈的、急劇上升的氣流造成的。你也可以認(rèn)為火苗是隨著上升的氣流而向上燃燒的。

二、燃燒的蠟燭為什么不論橫著還是豎著，火苗都朝上？

1. 蠟燭燃燒的實質(zhì)是蠟質(zhì)受熱氣化，與空氣混合，實現(xiàn)擴散燃燒；

2. 氣態(tài)物質(zhì)燃燒時，由于氣體受熱膨脹，引起火焰處氣體密度比大空間氣體密度低；

3. 在重力場的作用下，密度小的流體受重力反方向的浮力而向上運動，即對流運動。

綜上所述，蠟燭火苗的朝向僅與其所受的力場方向相反。因此，太空中無力場作用時，蠟燭無法對流，則無法燃燒。

三、失重條件下的蠟燭能燃燒嗎？ ？

作為舉世聞名的德裔美國科學(xué)家，阿爾伯特?愛因斯坦是現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人，贏得世人無盡的贊譽。在人類進(jìn)行航天飛行之前很久，他就提出了一個問題：“在失重的條件下（如宇宙飛船中）能點燃蠟燭嗎？”他的回答是否定的，理由是，處于失重狀態(tài)下的空氣不再受到重力，蠟燭燃燒時，熱空氣不再上升，冷空氣也不再下降，蠟燭周圍被燃燒過的熱空氣包圍，而蠟燭芯不能得到氧氣的補充，因而很快會熄滅。

這種解釋完全合乎邏輯，可能正是這種邏輯妨礙人們在實踐中去驗證。乘坐宇宙飛船遨游太空的人，誰也不會想到去擦火柴或點蠟燭。

1987年2月，這種情況終于碰到了�！昂推教枴庇钪婵臻g站發(fā)生了故障──氧氣發(fā)生器起火了。與理論上的看法相反，燃燒的火焰并沒有自動熄滅，宇航員只好動手將火撲滅。

這起事故觸發(fā)了俄羅斯和美國宇航員在失重條件下進(jìn)行燃燒實驗的想法。于是他們點燃了蠟燭，結(jié)果蠟燭持續(xù)燃燒起來，不過燃燒速度比在地面緩慢得多，尤其不同的是火焰的外形不是象一般那樣向上伸展，而是一個很標(biāo)準(zhǔn)的圓球，火球外圍呈淡藍(lán)色。

這是什么原因呢？

原來愛因斯坦忽略了空氣熱運動的存在，即使沒有對流，含有氧的新鮮的空氣還是可以通過擴散到達(dá)燭芯，維持蠟燭的燃燒，但燭焰因為沒有冷、熱空氣的對流運動而暗一些。同時，由于失重，空間的各個方向是各向同性的，因而燭焰是球型的。宇宙飛船上天以后，前蘇聯(lián)的科學(xué)家在“聯(lián)盟8號”上順利進(jìn)行了焊接工作，證明了在失重條件下，的確能夠維持燃燒。愛因斯坦這樣的大物理學(xué)家也會作出錯誤的推測，可見物理問題是復(fù)雜的多變的，作為學(xué)生就更不應(yīng)該害怕犯錯，而應(yīng)該積極地思考，積極地推測。

既然在失重狀態(tài)下依然能夠燃燒，科學(xué)家在設(shè)計國際宇航空間站時，就必須預(yù)先考慮到可靠的防火措施。

失重能夠產(chǎn)生更圓的溫度更低的火焰。在上面兩張對照圖中，正常重力條件下產(chǎn)生的火焰和失重環(huán)境下的火焰之間的區(qū)別可謂一目了然。之所以存在這種區(qū)別，物理學(xué)的解釋是：在地球上，由于受到重力的影響，燃燒后會使旁邊空氣形成上下對流，于是我們看到的火焰向上。在太空失重的情況下，這種上下對流消失，點燃后的蠟燭沒有所謂的向上或向左等等的方向，其火焰就會向四周伸展，形成球形火焰。

在燃燒的同時，雖然消耗了氧氣，重要是氧氣分子是做無規(guī)則的運動的，周圍的氧氣分子會填補原來的氧氣的空間，蠟燭便得以繼續(xù)燃燒，但由于受到廢氣的阻礙，燃燒時獲得的氧氣量會比在地球上相對減小，燃燒不夠充分，燃燒會比在地球上更緩慢。

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