03.03 火是一種怎樣的存在,有什麼科學原理?

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火,是一種現象,是物質燃燒過程中所進行的強烈氧化反應,並釋放光和熱。物質燃燒必須有可燃物、高溫和氧化劑三項並存才能生火,缺一不可。根據質量守恆定律,火不會使被燃燒物的原子消失,只是通過化學反應轉變了被燃燒物的分子型態。

物質燃燒的時候出現火,火的可見部分稱作火焰,它隨著粒子的振動而有不同的形狀,火焰可以理解成混合了氣體的固體小顆粒,因為是混合體,單純的說成固體或者氣體都不合理的,但在溫度足夠高時會以等離子的形式出現,火焰是燃燒後的氣體及固體的混合物,會釋放可見光、紅外線甚至紫外線,其發射光譜依燃燒物質的化學成分及中間產物而定,大部分火焰的光譜為連續光譜。根據燃燒的物質不同,火焰的顏色和溫度也會不同。

火焰是能量的梯度場。伴隨燃燒的過程,其殘留物可以反射可見光,火焰的發光相當複雜。可以確定的是,火焰是一種狀態或現象,是可燃物與助燃物發生氧化反應時釋放光和熱量的現象。

火是影響全球生態系統的最重要因素之一,人類用火來烹調、生熱、產生訊號、照明等。用火不當,也會造成災難,如水體汙染、土壤流失、空氣汙染及對生命財產的危害,而且也會使全球溫度升高,產生溫室效應。

最後需要說的是,人類發明火是利用自然來改善生產和生活的第一次重大實踐,火的應用在人類文明發展史上有極其重要的意義。最初,人類使用的是自然火,當人工取火發明以後,原始人就開始掌握了一種強大的自然力,促進了社會的發展,而最終把人與動物分開,這是人類社會發生歷史上的第一次巨大飛躍。


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