火焰呈现不同颜色的原因主要与燃烧的完全程度和温度有关:
蓝色火焰的成因
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完全燃烧
- 燃气与空气(氧气)混合比例适当(约1:10)
- 燃烧充分,化学反应完全
- 主要产物:二氧化碳(CO₂)和水蒸气(H₂O)
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高温状态
- 温度可达 1400-1650°C
- 激发的是气体分子的电子跃迁
- 主要发光来源:CH自由基、C₂自由基等中间产物
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发光机制
- 蓝色光来自燃烧过程中的化学发光
- 激发态的碳氢化合物碎片释放能量时发出蓝光
黄色火焰的成因
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不完全燃烧
- 氧气供应不足
- 燃气与空气混合不均匀
- 主要产物:一氧化碳(CO)、碳颗粒、水蒸气
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固体碳颗粒发光
- 燃烧不充分产生碳黑微粒(烟灰)
- 碳颗粒被加热到高温(约800-1200°C)
- 根据黑体辐射原理发出黄橙色光
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温度相对较低
- 温度比蓝色火焰低约200-400°C
- 温度越低,颜色越偏红橙色
颜色与温度的关系
火焰颜色可以反映温度高低:
- 蓝色/蓝白色:1400-1650°C(最热)
- 黄色:1000-1200°C
- 橙色:800-1000°C
- 红色:600-800°C(相对较冷)
简单类比
就像烧铁一样:
- 铁块微热时不发光
- 加热到600°C发红光
- 加热到1000°C发黄光
- 加热到更高温发白光
总结:蓝色火焰 = 完全燃烧 + 高温 + 气体发光;黄色火焰 = 不完全燃烧 + 较低温 + 碳颗粒发光。这就是为什么蓝色火焰更高效、更清洁!
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