Горение — это химическая реакция
Горение — быстрое окисление вещества кислородом. Углерод и водород в топливе (дерево, газ, свеча) реагируют с O₂ и образуют CO₂ и H₂O. Эта реакция экзотермическая: выделяется энергия в виде теплоты. Именно она нагревает газы пламени до 600–1600 °C в зависимости от вида горения.
Тепловое излучение сажи
В пламени свечи или костра горение неполное: образуются мельчайшие частицы углерода — сажа. Нагретые до 1000–1500 °C, они ведут себя как маленькие «чёрные тела» и излучают непрерывный спектр теплового излучения. Максимум спектра по закону Вина:
При T = 1200 К: λ_max ≈ 2400 нм (инфракрасный) — пламя греет. Но хвост спектра уходит в видимую область: жёлтый и оранжевый свет мы видим.
Атомные спектры возбуждённых молекул
Кроме сажи, в пламени светятся возбуждённые атомы и молекулы. Получив энергию удара, атом переходит на высокий уровень, а при возврате на основной испускает фотон строго определённой энергии. Отсюда — цветные вспышки: натрий даёт ярко-жёлтую линию (589 нм), медь — зелёную, стронций — красную. Именно это используется в фейерверках.
Почему «чистое» пламя голубое
Газовая горелка с избытком воздуха даёт полное сгорание — сажи почти нет. Свечение создаётся молекулами CH и C₂, которые излучают в синей-голубой части спектра. Пламя голубое и очень горячее (до 1800–1900 °C), хотя сажевого жёлтого свечения нет.
Почему пламя движется вверх
Горячий газ легче холодного — конвекция поднимает его вверх. Форма пламени определяется этим потоком. В невесомости пламя шаровое — конвекции нет, горение медленнее из-за дефицита кислорода.
