地球引力是向下的,那火焰为什么是上升的呢?

如题所述

在生活中,很多事情的真实本质其实隐藏在表象之后,有时我们了解了其发生的部分原因,或者是间接原因,但没有深挖其本质的原因所在,就会错失很多有趣的故事。火焰的形状就是其中之一,看似简单,其实包含着很深刻的物理本质。

火焰的形状是我们在生活中经常会看到的现象,不管是何时何地火焰都会往上窜,呈现出“泪滴形”,所以我们形象地称之为火苗,那么火焰为何会上升呢?而其上升的原因为何会与向下作用的引力有关?先看下面这张图片。

火焰不同形状的间接原因

上图中的火焰形状分别呈现出了“泪滴形”和“球形”,左边的情况是在有引力的作用下形成的,也是我们大家熟悉的火焰,而右边的形状是在国际空间站的失重环境下形成的。它们为什么会表现出不同的形状呢?相信你肯定听过下面的解释。

在地球上,我们常会听说这样的真理:冷空气下降,热空气上升,事实确实是这样的。在火焰附近的空气被加热以后,由于密度的减小就会上升,上升的热空气就会造成局部区域的压力降低,而离火焰稍微远的冷空气就会下降并且补充到压力低的区域,然后再次被加热上升,循环往复。从冷热空气的对流,我们就能知道,上升的热空气会把火焰带上去,形成“泪滴”的形状。

而在失重的环境下,火焰表现出球形的原因,根据上文我们也能猜出来是因为火焰周围的空气不会发生对流。也就是说,火焰周围的热空气不会上升,稍远一点的冷空气也不会下降。


大多数的回答就只解释到了这里,确实也解释清楚了火焰形状不同的原因,但根本问题、也就是本质原因没有说清楚。为什么失重下的空气就不发生对流呢?蜡烛火焰周围的热空气密度低,为什么不会上升?其本质原因就在于引力对大气的分层作用。

下面我们就了解下,引力是如何让空气对流的?

根据牛顿的引力方程,我们就能看出引力的作用方式就是对密度更大(质量更大)的物体有着更强的吸引力,而我们地球在形成的过程中,引力就会使得重元素发生沉降,而轻元素就会上升,从地核到地壳,密度也会从大到小排列,地核密度大于地幔,地幔密度大于地壳

但是地球目前来说,并不是完美的按照这样的层次分布的,也就是说还有大量的、本应该沉降到底部的元素还处在轻元素的上层,这是因为固态物体的流动性差一点,发生沉降的速度十分缓慢,但每隔一段时间,地球都会趋向于往更完美的结构发展,也就是重元素就会发生沉降,每次沉降的过程就是地震发生的根本原因,而地震的能量来源正是因为万有引力的作用。

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第1个回答  2021-02-20
由于空气受热变成上升气流,才使得火焰的方向朝上。你也可以这样来理解:火向上燃烧,是因为上升的空气或燃烧的热气体把火焰拉上去了。
第2个回答  2021-02-20
火焰会把周围的空气加热,热空气往上升,冷空气往下降,这样在火焰周围形成了一个循环,就会让火焰看起来总是在上升了。
第3个回答  2021-02-17
火焰不是上升的火焰,只是一种光的反应,所以看起来像上升的一样。
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