为什么火焰是向上的,是因为地球引力的作用

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火焰是日常生活中常见的一种现象,可是我们发现在地球上火焰总是上升的,而在我们的印象中,地球上的物质时时刻刻都在受到地球引力的作用有向下运动的趋势,难道不成火焰不是物质,不受到地球重力的束缚?首先,火焰的确是一种物质。关于地球上物质的形态,随着科学技术水平的提升和人们认知水平的提高,从以前的固、液、气三种物质形态,逐渐拓展为六种,分别是结晶态、玻璃态、液晶态、等离子态、超导态、金属氢态,而火焰则是属于等离子态的物质。在物质燃烧的过程中,可燃物与氧气发生剧烈的化学反应,同时向外释放热量,在此期间,可燃物周围的部分气体分子在高温下会发生电离,也就是说原子核与核外电子分离,造成了燃烧发生时一定范围内的区域,呈现由带正电的离子与自由态负电子相混合的状态,这就是等离子态。火焰作为物质,那么其本身就会受到地球引力的作用,那么为何没有下沉呢?这就牵涉到另外的一种物理规律,那就是在地球引力作用下的空气对流。空气作为由不同气体分子组成的物质,在重力作用下会呈现密度越大、越往下沉的现象,比如二氧化碳的密度比氧气要高,在地势低洼之处就比高楼大厦的顶端浓度要高。而温度越高的气体,其分子活跃程度就高,分子之间的间距就会越大,从而整体上表现出密度越小,这也是为什么较热的空气会上升、较冷的空气会下沉的直接原因,而在冷热空气的上升和下降过程中,就会引起空气的对流现象。降雨的发生,其实就是冷暖空气的对流引起的。那么发生燃烧之后,由于对外释放一定的热量,就会加热空气周围的空气,使之密度减小,因此就脱离本来的区域向上方移动。在空气压力的作用下,周围温度较低的空气就会被压进这个区域,继续重复着被加热和受热上升的过程,火焰周围的空气因此会反复发生对流的现象,作为由正离子和负电子混合等离子态的火焰也会受到空气对流的影响,而靠近火焰的空气的运动方向是向上的,而且向上的推力已经远远大于自身受到地球引力的影响,因此被带动向上方飘动。当我们把燃烧的物质带到太空这种微重力环境之后,这里空气异常稀薄,火焰周四的空气对流也非常非常微弱,因此火焰呈现的基本上是各向同性,表现出球形的状态。


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