為什么很多人不清楚火是什么？水是H2O，那火呢？

在日常生活中，我們通常會(huì)將水和火相提并論，眾所周知的是，水分子是由氫和氧這兩種元素構(gòu)成，其化學(xué)式為H2O，而我們看到的水其實(shí)就是由大量的水分子組成的，那么，既然水是H2O，那火呢？對(duì)于這個(gè)問題，相信很多人就不太清楚了。

為什么很多人不清楚火是什么呢？這主要是因?yàn)榛鸷苋菀鬃屛覀儗⑵湟暈橐环N真實(shí)存在的物質(zhì)，然而事實(shí)卻并非如此。

想象一下，如果火真是一種物質(zhì)，那它應(yīng)該是什么形態(tài)呢？它顯然不是固體，因?yàn)槟銦o法抓住它，它也不是液體，因?yàn)樗鼪]有流動(dòng)性，相對(duì)而言，火更像是一種氣體，然而它依然不是，因?yàn)闅怏w可以長(zhǎng)時(shí)間地存在，而火卻不同，無論多么旺盛的火焰，只要燃料耗盡或氧氣不足，就會(huì)很快熄滅，然后消失不見。

有一種說法認(rèn)為，火是等離子體，但這種說法也不正確，因?yàn)榈入x子體是由大量自由電子與正離子組成的弱電中性系統(tǒng)，其穩(wěn)定存在需要極高的溫度或者強(qiáng)電場(chǎng)來維持，然而我們常見的火，并不存在強(qiáng)磁場(chǎng)，其溫度通常也就是幾百℃，最多也就1000℃出頭，這與等離子體所需的嚴(yán)苛條件相去甚遠(yuǎn)。

實(shí)際上，火并不能算是一種物質(zhì)，它其實(shí)是物質(zhì)燃燒過程中發(fā)光發(fā)熱的一種現(xiàn)象，只不過由于火能夠同時(shí)刺激我們的多種感官，例如視覺（光亮、顏色、形態(tài)）、觸覺（熱輻射）、嗅覺（燃燒產(chǎn)物和未完全燃燒物質(zhì)的氣味）以及聽覺（燃燒過程中的爆裂聲），才會(huì)讓我們傾向于將其視為一種真實(shí)存在的物質(zhì)。

燃燒是一種劇烈的氧化反應(yīng)，依賴于三個(gè)基本要素的協(xié)同作用：燃料、氧化劑（通常是空氣中的氧氣）和達(dá)到著火點(diǎn)的熱量（也稱著火源）。

以常見的木材為例，木材的主要成分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等復(fù)雜有機(jī)聚合物，當(dāng)木材被持續(xù)加熱至其著火點(diǎn)時(shí)，它們會(huì)發(fā)生熱解（即高溫下分解），進(jìn)而釋放出多種可燃性小分子物質(zhì)，如甲烷、氫氣、一氧化碳以及其他的一些揮發(fā)性有機(jī)化合物。

接下來，這些從木材中逸出的小分子物質(zhì)與空氣中的氧氣相遇，并在已有的熱量作用下，發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)，也就是燃燒，反應(yīng)生成的主要產(chǎn)物是二氧化碳和水（通常以水蒸氣的形式存在），同時(shí)釋放出大量的能量，這些能量主要以光和熱的形式表現(xiàn)出來。

燃燒過程一旦啟動(dòng)，其自身釋放的熱量會(huì)持續(xù)加熱尚未燃燒的燃料，使其達(dá)到著火點(diǎn)并參與反應(yīng)，從而形成一個(gè)能夠自我維持的反應(yīng)，只要燃料和氧氣的供應(yīng)充足，且溫度維持在著火點(diǎn)以上，燃燒便會(huì)持續(xù)進(jìn)行。

在此過程中，燃燒產(chǎn)生的二氧化碳、水蒸氣以及其他氣體產(chǎn)物，因吸收了反應(yīng)釋放的熱量而溫度升高，導(dǎo)致其體積膨脹，密度相應(yīng)減小，在地球重力場(chǎng)的作用下，它們就會(huì)上升，與此同時(shí)，周圍溫度較低、密度較大的冷空氣則會(huì)從下方“補(bǔ)充”進(jìn)來。

這種由密度差驅(qū)動(dòng)的對(duì)流現(xiàn)象，就塑造了火焰通常所呈現(xiàn)的向上延伸并逐漸變細(xì)的錐形或尖頂形，但如果在微重力環(huán)境中，情況就不一樣，實(shí)驗(yàn)表明，由于缺乏這種對(duì)流，火焰會(huì)趨向于形成更接近球形的彌散結(jié)構(gòu)，且燃燒效率也會(huì)因?yàn)槿紵a(chǎn)物不易散去、新鮮氧氣供應(yīng)受阻而降低。

我們之所以能看到火，其實(shí)是因?yàn)槿紵^程中物質(zhì)被加熱到高溫狀態(tài)時(shí)會(huì)發(fā)出大量的電磁輻射，其中很大一部分的波長(zhǎng)處于可見光范圍內(nèi)，從理論上來講，物體溫度越高，其熱輻射的峰值波長(zhǎng)越短，顏色也越偏向光譜中的藍(lán)白端，因此，火焰中溫度最高的部分通常呈現(xiàn)為藍(lán)白色。

除了溫度之外，火焰的顏色還與參與燃燒的物質(zhì)種類密切相關(guān)，比如說我們常見的篝火或蠟燭火焰呈現(xiàn)的黃橙色，主要是由燃料未能完全燃燒而產(chǎn)生的微小碳黑顆粒（煙炱）在高溫下發(fā)光造成的。

而某特定化學(xué)元素在火焰中受熱時(shí)，其原子外層電子會(huì)發(fā)生能級(jí)躍遷并輻射出特定波長(zhǎng)的光，進(jìn)而形成獨(dú)特的焰色，例如鈉元素使火焰呈黃色，鉀元素呈淺紫色，銅元素呈綠色或藍(lán)色，鍶元素呈洋紅色等。

值得一提的是，火中常聽到的“噼啪”聲，其主要成因是木材內(nèi)部所含的水分，當(dāng)木材受熱時(shí)，這些水分會(huì)變成水蒸氣，由于水蒸氣的體積遠(yuǎn)大于同等質(zhì)量的液態(tài)水，其在木材內(nèi)部的孔隙中就會(huì)形成壓力，當(dāng)壓力的累積超過木質(zhì)結(jié)構(gòu)的承受極限時(shí)，便會(huì)引起木材的爆裂，發(fā)出聲響。

綜上所述，雖然我們經(jīng)常將水與火相提并論，但兩者卻有巨大的差異，因?yàn)樗且环N真實(shí)存在的物質(zhì)，而火卻不是，它其實(shí)是物質(zhì)燃燒過程中發(fā)光發(fā)熱的一種現(xiàn)象，被我們動(dòng)態(tài)地感知到了。