木炭和木柴,火焰到底pick谁? 

在我们的印象中,燃烧与火焰似乎形影不离,但在日常生活中,仿佛烧烤的木炭只有在油脂滴落时才会产生火苗,而篝火则持续绽放着熊熊火焰。那么,为什么木炭燃烧没有火焰,而木柴燃烧却有火焰呢?

事实上,只有气态物质燃烧才会产生火焰,比如我们做饭时使用的煤气、天然气。可是像汽油、酒精这样的液体可燃物,以及石蜡、木材之类的固体,燃烧时也能看到火焰,这是为什么呢?要解释这个问题,我们首先要了解燃烧的几种方式。

可燃性的液体和固体一般会进行蒸发燃烧,但是过程略有区别。可燃性液体燃烧是液体蒸发汽化与助燃物(空气中的氧)在火源作用下的燃烧,而可燃性固体燃烧则是可熔化的可燃性固体受热升华或熔化后蒸发,产生可燃气体而发生的燃烧。汽油、酒精以及石蜡的燃烧,都属于蒸发燃烧。

分解燃烧是指可燃物在燃烧过程中生成某些热分解产物,这些热分解产物再进行氧化燃烧的燃烧方式。木材、纸张、棉、麻以及合成高分子的热固性塑料、合成橡胶等的燃烧方式均属于分解燃烧。

木材遇火时,其中的水分会逐渐蒸发,温度达到100℃时,木材会变得非常干燥。如果继续加热,木材就会进入热分解阶段,到130℃左右,木材会分解出大量水蒸气和二氧化碳。当温度超过170至180℃,木材的热分解速度加快,会释放出一氧化碳、甲烷、乙烯等可燃气体,这些气体燃烧,就形成了明亮的火焰。如果木材继续燃烧,温度到达200℃以上,分解出的可燃气体就会陆续燃烧殆尽,木材颜色逐渐变深,完全炭化,即变为了木炭。

表面燃烧也称无火焰的非均相燃烧,是指可燃物受热后不发生热分解和相变(相变即物态变化,如固体熔化、液体汽化、气体液化、液体凝固等),只在被加热物体的表面与氧气发生化学反应的燃烧方式,从表面开始呈余烬的燃烧状态。焦炭、木炭和不挥发金属等的燃烧都属于表面燃烧。焦炭、木炭具有多孔性结构,且炭的沸点很高,因此在燃烧条件下,即使温度非常高,也不会熔融、升华或分解产生可燃气体,因此就不会产生火焰。

以上燃烧方式解释了木柴燃烧有火焰而木炭燃烧无火焰的原因:主要是其燃烧方式的根本性不同。实际上,除了表面燃烧,另外一种燃烧方式也会呈现无火焰的燃烧状态——阴燃。阴燃是指物质无可见光的缓慢燃烧,通常在空气不流通、加热温度较低或湿度较大的条件下发生。一些固体物质,如纸张、锯末、纤维物质、乳胶、橡胶及某些多孔热固性塑料等,发生阴燃的可能性较大。阴燃具有持续时间长、隐蔽性强的特点,危险性也较高,烟头燃烧就是典型的阴燃现象。现实中由于阴燃引起的火灾现象比比皆是,所以千万不能掉以轻心。

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