火苗当然会受到重力的作用 。
我先把概念给说明白:重力是地球对宇宙中任何一个物体都施加的作用力 。 呃 , 实际上自然界中任何两个有质量的物体间都存在着万有引力 , 但这里我们说的重力仅指地球对其他物体施加的引力 。
问题的关键是 , 重力不是宇宙中物体所受到的唯一的力 , 还有很多其他类型的力 , 你都可以在谷歌上轻松搜到它们 。
所以 , 为什么火苗不像其他物体一样受重力作用而倒下去呢?
我们先来了解一种新的力 , 它被叫做浮力 。 事实上 , 低密度物体倾向于上浮而高密度物体倾向于下沉 。 氦气球在空气中上浮就是一个实例 , 毕竟氦气的密度比氧气、氮气、二氧化碳等气体都要低 。 我们把引起氦气球上浮的这种力叫做浮力 。
听说过热气球吗?只要简单地加热空气 , 空气的密度就会下降 , 相同体积空气的重量就会下降 。 所以只要加热气球里的空气 , 气球就会上浮 。 这正是热气球的工作原理 。
我们现在已经知道了热空气密度低而得以上浮 。 可是火苗又不是空气 , 更不是热空气 , 它为什么也会一个劲地朝上冒呢?
首先我们得知道火苗是什么 。 火苗是正在进行燃烧反应的气体 , 但这不是说每个在燃烧的微粒都可以被看清楚 。 这些微粒在足够的温度下会燃烧并放出更多的能量 , 多余的能量中有一部分以可见光的形式释放出来并进入我们的眼睛 , 这样我们才看得到火苗 。
该过程中释放的可见光大多数情况下都呈红黄色 。 这就是火苗的形成过程 。
所以说 , 火就是粒子燃烧所发出的光 。
并且 , 这意味着火也是由粒子构成的 , 在热量的作用下它们的密度变得很低 , 于是就往上升起来了 。
那么这跟重力有什么关系呢?
不用管它 , 合外力才是最重要的指标 。 如果你我俩同时拉动一块物体 , 方向相反但你用的力更大 , 那么这块物体肯定会朝你移动 。
同样地 , 因为浮力比重力大得多 , 粒子都会往上移动 , 于是看上去火苗就是反重力的 。
又及:
浮力不是永远都比重力大的 。 你知道 , 如果你给氦气球绑上一个重铁块 , 整个气球都会掉下来 。
看看这两张图 。 左图是处于地球引力环境中的蜡烛 , 右图的蜡烛则处于几乎没有重力的环境 。
现在你可以看出区别——左图的火苗是细长的 , 但是右图的火苗是球形的 。
那么 , 这是为什么呢?
可以认为 , 重力把所有东西都拉向地心 。
现在当我们点燃蜡烛后 , 既然火苗已经被点起来了 , 那么它的方向就是与重力方向相反的 。 你可以认为它受到了浮力的作用 , 这是一种上行流体所造成的力 。
这里火苗使周围空气受热上升 , 毕竟远处的空气冷而重 。 受地球重力场及气压的影响 , 火苗就被拉长了 。
或者说 , 地球巨大的质量引起火苗周围的时空弯曲 , 于是火苗得以在空间中如此排布 , 并散发出亮黄色的光芒 。
而在太空这种微重力环境下 , 时空没怎么弯曲 , 所以形成火苗的粒子均匀地扩散并形成一个散发着蓝色光芒的球 。
在这里 , 燃烧的速度非常缓慢 , 因为抵达火苗的氧气流量限制了反应的速度 。 能量释放的速度和气体流动的速度都很慢 , 这造就了火苗的这种奇怪的形状 。
在微重力场下 , 火苗发射的光的波长比较小 , 所以观察者可以看到蓝蓝的火苗 。
所以说 , 我们在日常生活中看到的火苗正是重力作用的结果 。
甚至 , 我们看到的电火花都和万有引力相关 , 它没有引力就不能发生 。 不管是在零重力环境下还是在地球的重力环境下 , 电火花的产生都伴随着引力场的辅助作用 , 这个引力场通常是集中在电火花周围而产生作用的 。
所有东西都在接受引力作用的影响 。
火苗向周围空气施加热量而产生浮力 , 这也是重力的缘故 。 所以 , 只要你打开视野 , 你就会发觉所有东西都在受引力的作用 , 只要你先发现引力不仅仅只包括地表的重力 。 太阳也会产生引力 , 其他行星也会 , 它就是大自然所拥有的东西 , 这已被各种实验所证实 。
在地球上 , 火苗的燃烧会加热周围的空气 , 使之受热膨胀而密度下降 。 重力会将更冷而密度更大的空气拉到火苗的底部 , 并取代受热上升的空气 。 这是一种热对流 , 它会给火苗持续地带来新鲜的空气 , 这样火苗就有充足的氧气补给 , 因而能一直燃烧到燃料耗光为止 。 这里 , 上升的空气流会将火苗拉成水滴形 , 并导致它时不时左右摇动 。
不过 , 奇怪的事情会在太空中发生 。 没有重力对固液气各体的控制 , 热空气膨胀之后不会上升 , 火苗能持续存在全靠氧气的自由扩散(即氧气分子在随机游走中进入火苗区域) 。 由于没有上升热气流的作用 , 火苗通常呈半球形或者球形 , 并且看上去比较凝滞(这是氧气流量较小所造成的) 。 “如果你在微重力环境下点燃一张纸 , 火苗会慢慢地从一端爬到另一端 , ”迪特里希(Dietrich)说 , “宇航员们都对做我们的实验感到非常兴奋 , 因为太空火灾确实看起来很陌生 。 ”
对于习惯了地球上这种变化无常的火苗的人来说 , 太空中的火苗可能平静地令人生畏 。 但是在微重力环境下 , 火苗可能更加“顽强” , 因为它们需要的氧气含量更少 , 燃烧时间也更长 。
BY: quora
FY:浪漫主义学派
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