火究竟是什么物质？火是固态、液态还是气态？

在人类文明的发展历程中，对火的掌控，无疑是一个极为重要的里程碑，直到现在，我们的日常生活仍然与火息息相关，以至于几乎每一天，我们都会使用到火。在使用火的同时，我们也有不少的疑问，比如说火究竟是什么物质？火是固态、液态还是气态？下面我们就来讨论一下这个话题。

实际上，我们将火称为物质是不适当的，相对来讲，我们更应该将其视为一种可燃物与助燃物发生剧烈的氧化反应、并释放出光和热的现象。

在此前提下，讨论火是什么形态的物质，就显得没有什么意义。不过我们还是可以讨论一下，火焰中的物质到底是什么形态。对于这个问题，我们不妨拿常见的火柴来作为一个具体例子来进行探讨。

火柴的结构可分为火柴头和火柴杆，火柴头和火柴盒的侧面含有氯酸钾、硫、磷类、二氧化锰等物质，当我们用火柴头在火柴盒的侧面轻轻擦划的时候，摩擦产生的少量热量，就可以使火柴头上的物质发生剧烈的化学反应，这会释放出大量的热量，进而使火柴杆达到燃点。

火柴杆通常都是木质的，主要由木质素、纤维素、半纤维素等高分子结构组成，这些结构的主要元素为碳（C）、氧（O）、氢（H），当遇到高温时，构成火柴杆的部分物质会发生裂解，并释放出大量的小分子物质。

这些物质通常都表现为气体，但也有少量的固体颗粒，接下来，它们会与空气中的氧气发生剧烈的氧化反应——燃烧，这会释放出大量的热量，这会导致火柴杆中更多的物质持续裂解，然后被点燃，进而形成明显的火焰，并生成二氧化碳、水蒸气和其他副产物。

在地球上，重力会使较热的气体上升，并使较冷的气体下沉，这就使得火柴上的火焰形状在无风的情况下会是一个锥形或尖顶形。

这种火焰通常会分为三层，第一层被称为“焰心”，其中主要是没有发生燃烧的气体物质，所以相对很暗，最外层被称为“外焰”，由于这一层中的物质燃烧最为充分，因此这里的温度最高，其颜色也相对较减（通常为蓝色），而“焰心”和“外焰”之间的中间层，则被称为“内焰”，其中主要是未完全燃烧的高温气体，并因为被烧热而发出明亮的光线（通常为橙黄色）。

由此可见，这种火焰之中的物质其实是一种混合物，其中绝大多数都是气态物质，也包含少量的固态物质颗粒，其发光发热的原理可以简单地解释为，构成物质的电子受高温激发之后跃迁到更高的能级，而这种状态的电子是不稳定的，它们很快就会跃迁到更低的能级，同时以电磁波的形式向外释放能量。

实际上，常见物质的燃烧的情况也与火柴类似，只不过是燃烧产生的火焰规模有大有小而已。

但值得一提的是，有一种常见的说法认为，火焰中的物质既不是固态和液态，也不是气态，而是等离子态，然而这种说法是非常片面的，这是因为产生等离子体物质需要很强的电场或者很高的温度，而常见物质的燃烧，并不存在电场，其温度也无法维持等离子体物质稳定地存在。

常见物质的燃烧（如木头、蜡、纸张等），其温度通常都只有几百℃，最高也就1000℃出头，这远低于离子体物质稳定存在的理论阈值，尽管在燃烧过程中会产生少量游离的离子和电子，但由于温度不够高，它们在很短的时间内就会迅速结合在一起。

所以在常见物质燃烧的火焰中，绝大部分物质是气态物质，还混有少量的固体颗粒，相对来讲，等离子体物质却是非常少的，其所占的比例基本上可以忽略不计，而只有在一些特殊物质的燃烧产生的高温火焰中，等离子体物质才可以大量地产生并稳定地存在（比如说氧炔燃烧的温度可以达到3000℃以上）。

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