古希腊人认为,火是四大基本元素(土、水、空气、火)之一。哲学家赫拉克里特认为,火实际上是世界上最重要的元素。他说:“世界过去总是,现在仍是,未来永远是永恒的火。”哲学家阿基米德认为,地球位于一团巨大的火之上,周围笼罩着一团雾气。太阳和星星是透过雾气闪烁着微亮的火,它就像灯泡透过台灯灯罩散发着微光一样。
许多人相信,熊熊燃烧的大火是创作与毁灭之源。这种想法是可以理解的,因为即使一个不断燃烧的小火苗,也能够毁灭所到之处的任何东西。
火是如此恐怖、神秘又令人迷惑。在历史上,人类曾努力地解开火的谜题,这促进了化学这一科学分支的形成。为了弄清楚火的本质,人们甚至发现了更基本的东西——氧气。
艺术家和发明家列奥纳多·达·芬奇是最早注意到氧气的人之一,他发现没有空气火焰就会熄灭,就像生命没有氧气就会窒息而死。其他的人注意到,用火给金属加热,燃烧后剩余的粉末比原来的金属重——好像有什么物质已经加到其中。
直到18世纪七十年代,法国化学家安东尼·拉瓦锡认识到,空气是由气体组成的。那是空气中的一种气体(氧气)跑到完全燃烧的物质之中,它就是加热后金属增加的重量。
不久,科学家们便发现氧气是由氧原子构成的,随着时间的推移,也明白像木头一样的碳氢化合物里面有碳原子和氧原子。从快速燃烧的跳动的木头火苗,到燃烧缓慢、更加可控的人体内食物的燃烧,氧化作用一直在我们身边持续发生着。这就是报纸随着时间的推移逐渐变黄的原因。
火是因获得热量而产生的一种强烈的氧化反应。如果燃料(比如木头)暴露在氧气中的同时被加热,氧气能够更迅速地与燃料中的氢原子和碳原子结合。这个过程加速了燃料到达其燃点,同时热量能够以某种形式(比如光)被我们感觉到或看到。这时候,第一个火苗便出现了,它不是一张正在变黄的报纸,而是一团燃烧的火苗。
火中燃烧的燃料可以是固体(一块木头或一团煤)、液体(汽油或煤油),或气体(天然气或丙烷)。根据科学家的研究发现,物体甚至在没有产生火苗的情况下也可以燃烧(比如红彤彤的煤)。
不过,火苗本身是气体(各种热气体组合在一起,包括二氧化碳和蒸汽)从燃烧物周围向上升。