《科学世界》2025年全年杂志正在订阅中~
现在订阅，立享7.5折。
通过文末链接，即可登录“科学世界”微店订购。
苏联航空和航天科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基在20世纪初就预言：“地球是人类的摇篮，但是人类不会永远生活在摇篮里。”就像婴儿走出摇篮后好奇地探索世界，人类进入太空后也会发现很多神奇的现象。
（图片源自pixabay）
从理论上讲，失重状态下燃烧的蜡烛会立刻熄灭，因为在失重环境下不会有对流，火焰周围的氧气一旦消耗殆尽，外围的氧气不会过来补充，燃烧即中止。这种解释完全合乎逻辑，但并非是事实。
从逻辑上看，在太空中失重环境中，火焰燃烧时周围的氧气很快耗尽，由于空气没有对流，外围的氧气不能进来，火焰应该熄灭。但1987年2月，苏联“和平号”空间站的氧气发生器起火时，火焰并没有自动熄灭，航天员只好动手将火扑灭。
（图片源自网络）
这表明，太空失重状态下火焰会自动熄灭，只是逻辑上的结论，实际情况会怎么样？经过实验发现：蜡烛持续燃烧起来，但燃烧速度很缓慢，且火焰外形是一个很标准的圆球，火焰外围呈淡蓝色。
左图为常见的蜡烛燃烧情况，右图为太空中的蜡烛燃烧情况 （图片均源自网络）
原来，太空中蜡烛火焰加热的空气不会单纯向上对流，而是向四周扩散，因此太空中的火焰呈球体，燃烧的产物靠扩散带离火焰。由于扩散要比对流速度慢，所以新鲜空气的补充很困难，因此燃烧也不如地面上剧烈。另外，火焰周边氧含量低，会产生一氧化碳，而一氧化碳燃烧则产生蓝色的火焰。
（图片源自pixabay）
笔者曾和中央电视台合作在地面做过一系列模拟太空失重的实验。例如哈尔滨第三中学的学生设计了蜡烛燃烧实验，他们把点燃的蜡烛放在装置中，从高楼抛下，通过内部摄像机成功地看到火焰从开始时的长条形快速变为圆球形。
可以这样说：地球上和太空中的现象都遵循相同的科学原理，相对于地面上“司空见惯”的现象，由于太空中一些条件明显不同于地面，人们才会觉得太空充满了神奇。
作者简介
高云峰
清华大学航天航空学院教授，长期从事航天航空方面的教学和研究。获得“北京市教学名师”“北京市创新标兵”“全国十大科学教师”称号，以及全国科普日北京主场活动特殊贡献奖、中国好设计银奖。现任中国力学学会科学普及工作委员会主任、北京科技教育促进会常务理事，参与全国义务教育《科学》课程和高中《通用技术》课程标准制定和教材审查工作。
今日推荐
还想知道更多有趣的宇宙现象吗？点击下方图片，欢迎购买《科学世界》第10期“宇宙趣题”！↓↓↓
本文节选自《科学世界》2024年第10期，文章内容略有删改。
新媒体编辑 | 周濛
购买《科学世界》2024年第11期↓↓↓
另外：典藏本系列图书 全部7折到手价！
