太空科学课（二十三）

今天，让我们一起回到“天宫课堂”第四课，看看神舟十六号乘组的航天员老师为我们展示了哪些有趣的实验。

中国空间站燃烧科学实验柜内的甲烷燃烧图像（左）与地面同种工况下的甲烷燃烧图像（右）（图源：中国科学院工程热物理研究所、清华大学燃烧能源中心）

首先，来自北京的同学提出了一个有趣的问题：微重力环境下的燃烧现象和地面的有什么不同吗？燃烧，你一定很熟悉。爸爸妈妈用燃气灶做菜时的灶火、过生日时蜡烛的烛火，都是生活中常见的燃烧现象。你仔细观察过一个物体燃烧时是什么样的吗？燃烧往往伴随有明亮的火焰。火苗永远都是向上“生长”，就像在物体上跳舞的小精灵一样——头部可以随风摇摆，双脚却牢牢地抓在物体上。如果你稍微靠近火苗，还会感觉到温热甚至是灼烫。所以你发现了吧，燃烧是一种会发光、发热的现象。虽然人类在远古时期就已经开始用火了，但是关于燃烧的原理，依然有很多值得研究的问题。在我们的空间站中，就有专门用来研究微重力环境下燃烧现象的燃烧科学实验柜呢！

地面上的火焰我们都很熟悉了，那空間站的火焰是什么样的呢？随着航天员将点燃的火柴靠近蜡烛的棉芯，棉芯也随之被点燃。不过，蜡烛顶端的火苗却与地面的不同，竟然是球形的！

空间站烛火与地面课堂烛火对比

回想一下你见过的蜡烛火苗，在没有空气流动的干扰下，火苗是不是上端细、下端粗，近乎呈一个圆锥体？为什么空间站中的火焰形状这么奇特呢？其实，与其说是空间站的火焰形状特殊，不如说是地面的重力环境导致火焰出现了更复杂的圆锥体结构。当蜡烛燃烧时，我们所看到的火苗其实是可燃物质与氧气在发生剧烈的化学反应，反应产生的高温会将其附近的空气加热。相同体积的热空气比冷空气更轻，就会向上运动，推动火苗向上走。而蜡烛周围的冷空气又会聚集过来补充热空气的位置，这样就会把火苗向内“夹”成一个长条的形状。而火苗离蜡烛越远，可燃物质的含量就越少，火焰自然就会变弱甚至消失，这就是火焰顶端会更加细小的原因。

而在空间站中，同样是火焰把它周围的空气加热，但是微重力环境下的热空气并不会向上飘，而是继续稳稳地停留在火焰附近，周围的冷空气也补充不进来，所以火焰就只能以一个近似球体的形状存在了。值得一提的是，由于空气的补充比较缓慢，所以空间站中的火焰无法得到地面上同样的氧气供应，燃烧就会不够充分，火苗看上去会更暗些，温度也会稍低些。

太空熊猫君郑重提醒你：关于燃烧的实验你不可以轻易尝试，要在大人的监督和帮助下完成。火焰是非常危险的，一不小心就可能引起火灾，给自己和家人带来伤害。平时也不要玩火，遇到火情记得要第一时间拨打消防电话119 哟！

本期“节日连连看”答案：

4 月1 日 国际爱鸟日

4 月8 日 国际珍稀动物保护日

4 月22 日 世界地球日

5 月22 日 国际生物多样性日

6 月5 日 世界环境日

6 月8 日 世界海洋日

6 月22 日 世界雨林日