燃烧需要氧气,为什么太阳没有氧气也会持续燃烧呢?
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发布时间：2023-04-06 23:32
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时间：2024-10-13 11:47
其实我们的太阳已经烧了50亿年了，刚开始烧的时候还没有地球，后来有了地球也是一团熊熊的烈火，经过亿年演化，地球表面的地狱之火才渐渐熄灭。
太阳开始温度并没有这么高，所以十多亿年后地球才孕育了生命。
但人类的出现已经很晚了，尤其有记载的人类 历史 才几千年，太阳就一直是这个样子。
是什么原因使这个火球烧不完，用光和热哺育着人类和万物生长呢。
首先我们要认识到太阳是一颗恒星，是比地球大很多很多的，有充足的燃料。
太阳占有太阳系99.86%的质量，我们地球只是占有0.0003%，太阳质量是地球的33万倍，体积是地球的130万倍，所以太阳有足够的燃料来燃烧。
其次其燃烧不是我们一般意义上的燃烧，而是太阳核心地带的氢核聚变导致的。核聚变是原子核融合时释放的能量，因此不需要氧气。
太阳像所有的恒星一样，在中心巨大压力和高温下，形成了持续的氢核聚变，每秒钟有6亿吨的氢聚变成5.958亿吨的氦，其中有420万吨的物质转换成能量，这个巨大的能量就从中心渐渐传递到了太阳表面，然后以光和热的形式辐射到了太空。
这种转换方式比普通的燃烧效率提高了若干数量级，这样就使恒星（包括太阳）能够得以燃烧很长的时间。
根据爱因斯坦的质能方程计算，核聚变的能量转化率达到了0.7%，而燃烧煤的质能转换率只有0.0000028％。
太阳每秒钟向太空释放的能量为3.8 10^26 J，相当于28600亿亿兆瓦的能量，而地球能分到太阳能量的22亿分之一，为1.740 10^17J。别小瞧这22亿分之一，其威力相当于每秒钟爆炸3000多颗广岛原子弹的能量，或者1000万座三峡大坝的发电量。
如果人类能够收集太阳1秒钟的能量，就足够使用100万年。实质上，太阳中心是一种持续性的可控核聚变，其由外向内的巨大压力与核聚变产生的巨大张力形成了一个完美的平衡，使核聚变一直持续下去，这就是太阳的主序星状态，这个状态还可以维持50亿年。
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太阳在燃烧，这个毫无疑问，但它的燃烧原理是怎样的并不是人人都懂。
在人们的日常生活中随处可见燃烧的东西。烧木柴烧煤烧液化气烧天然气，烧汽油烧柴油烧煤油烧酒精，烧桌子烧板凳烧车子烧房子。不管这些燃烧是有益还是有害，它们都有一个共同的特点：化学反应，具体来说就是氧和碳遇热燃烧变成二氧化碳的过程。
化学反应是一种原子层面的反应，参与反应的各元素以核外电子层的化学键进行交换重组，形成与原来元素化学性质不同的新化合物。
太阳就不一样了，如果太阳是靠烧碳过日子的话，有人计算过，即便整个太阳全是一个大煤球，也只够燃烧几千年的，何况还必须再配备太阳那么大一个氧袋。太阳之所以燃烧了50亿年还是那么辉煌，就是因为它烧的不是碳而是氢。
呵呵烧氢？氢也是一种燃料哈？它和氧遇热同样可以燃烧，而且燃烧过后只产生水汽，不会污染环境，被认为是一种清洁燃料。莫非 太阳烧氢也是这种烧法？呸呸！
太阳烧氢只需要氢，其它任何东西都不要，而且效率惊人，1公斤氢等同于1万吨优质煤。
哪来这等威力？就是因为烧法不同就有截然不同的效果，太阳上的烧法叫做核聚变反应，它是一种原子核层面的反应。
核反应和化学反应的不同之处就是参与反应的角色不同，它不是核外化学键起作用，而是原子核本身赤膊上阵。
原子核赤膊上阵了，一系列氢核(氘和氚)迎头相撞，聚合成氦核，同时释放出巨大的能量，轰轰烈烈的核聚变完成！
要形成这样的聚变可不是一件容易的事，它需要几百万摄氏度的超高温，并且一旦开始反应就非常难以控制。
我们的太阳就是靠燃烧氢原子核产生热核聚变反应，由氢原子聚变成氦原子，同时放出巨大的能量。
根据爱因斯坦质能变换方程，质量就是能量的一种存在方式，太阳每时每刻都在释放巨大的能量，同时也在不断地损失质量，正是这部分损失的质量变换成了巨大的能量。
严格说来一切能量都来源于质量损耗，核反应如此，化学反应同样如此。
质能转换的最高效率是正反物质相遇的湮灭反应，参与反应的所有正反物质瞬间100%转换成能量。其次是核反应，最后才是化学反应。
燃烧一般是指比较剧烈的发光发热的氧化反应，属于化学反应的范畴。但是太阳上发生的是热核聚变反应，氘和氚聚变成氦，释放的能量与化学反应不是一个数量级的。所以严格来说太阳并没有“燃烧”，更像是一个巨大的氢弹，用100亿年来完成爆炸的过程，现在就是这个“氢弹”爆炸的中期。
有答主提到，太阳不是燃烧，因此这个问题根本就没有意义，也没有讨论的必要。
但事实上，将太阳类比成燃烧的火焰是有根据的。
原因至少有两个：
1.从物质构成上来说，火焰、核聚变和太阳大气有深刻的相似之处。
在适当的条件下，可燃物发生氧化反应，氧化反应提供的能量使气体电离。电离气体中激发态电子向低能级跃迁，跃迁过程发出可见光，形成我们所看到的火焰。
太阳大气，也同样是一团电离气体。
太阳是一颗黄矮星（光谱为G2V），黄矮星的寿命大致为100亿年，目前太阳大约45.7亿岁。 在大约50至60亿年之后，太阳内部的氢元素几乎会全部消耗尽，太阳的核心将发生坍缩，导致温度上升，这一过程将一直持续到太阳开始把氦元素聚变成碳元素。虽然氦聚变产生的能量比氢聚变产生的能量少，但温度也更高，因此太阳的外层将膨胀，并且把一部分外层大气释放到太空中.
太阳既不是燃烧的煤，也不是燃烧的天然气，而是燃烧的氢。不是和氧气的化学燃烧，而是自己和自己发生的“核燃烧”，在原理层面和氢弹爆炸是一样的。每秒产生的能量相当于地球上所有煤炭资源产生能量的1000倍。
太阳是太阳系的中心天体, 现在太阳质量的大约四分之三是氢，剩下的几乎都是氦，包括氧、碳、氖、铁和其他的重元素质量少于2%，采用核聚变的方式向太空释放光和热。
太阳不断地释放出巨大的能量。巨大能量来源于太阳内部的热核聚变。对太阳光谱的分析得知，太阳含有极其丰富的氢元素，按质量计约占71％。氢核在几百万度（K）高温下即可聚变成氦核，而太阳中心处于极高温（即1500万K）和极高压（2000亿个大气压）状态下，四个氢核聚变成一个氦核，从而释放出巨大能量。
爱因斯坦在狭义相对论中指出，质量和能量可以互相转化，其转化公式为：E =mV2。式中E为能量，m为质量，V为光速。现将0.007代入上式得：E=0.007 （3 1010）2 6.21 1011J，即是说1g氢核聚变为氦核时，能产生6.21 1011J的热能，相当于燃烧2700t标准煤所发出的热量。按照上述计算，太阳从诞生到现在仅损耗了其总质量的0.03％，维持了50亿年的光能辐射。估计太阳寿命约100亿年，其质量的损耗也不过是总质量的0.06％。
燃烧反应和太阳核聚变，都不可避免的激发原子的电子到激发态。电子在跃迁过程中发出可见光，这是火焰的最本质来源。
氢气能在氯气中燃烧，镁能在氮气中燃烧，说明燃烧本质上和氧气就没关系。
等离子体（火焰）产生 燃烧 剧烈的氧化反应 氧气参与的剧烈氧化反应
首先，宇宙中有氧，实际上，我们地球的元素在宇宙中都有。
当然，太阳“燃烧”并不是因为氧。在研究科学的时候，我们发现的日常词汇已经不足以准确地形容新发现了，或者说，我们已经对熟悉的词语赋予了全新的涵义。
有氧气才能“燃烧”，产生“火焰”，这是我们的日常经验，是我们熟悉的一种化学反应。就其本质来说，燃烧取暖是我们获得能量的方式。在自然界中，特别是宇宙中，实际上还有其他可以产生能量的方式，比如引力收缩（这是太阳最初形成时“点火”的方式），重原子核衰变（目前的核电站就是用这种方式产生能量，），轻原子核聚变（这是恒星产生能量的方式）。
炽热的太阳同样让我们感觉如同被火烤，所以也形容为“火焰”。这是我们所看到的太阳，跟我们日常提到的火炉，看起来的相似性。但是它们的本质过程是有很大区别的。
火炉的燃烧（不管是烧火柴还是烧煤炭还是酒精）是利用分子化学键的断裂和重组产生的化学能，这个能量效率是相当低的，可这也是我们人类直接获得的主要能源方式，所以石油煤炭的燃烧在造成大量的污染，而且储量减少也产生了能源危机。
太阳燃烧就是在太阳中心进行核聚变反应，使4个氢原子核（也就是质子）在极端地高温高压之下，转变成1个氦原子核（包括两个质子和两个中子），同时损失一部分质量转化为能量。在这个过程符合爱因斯坦相对论提出来的“质能方程”E=mc2（c的平方），所以这个公式才会如此有名。相比于我们的化学能源来说，这个能量要高得多得多，所以现在的科学家正在积极的研究如何在地球上实现可控核聚变，比如中国参与的在法国建正在建设的ITer项目，一旦试验成功，就可以或为人类提供源源不断的、几乎可以称之为取之不尽的能源。同样，这也是为什么我们现在的主要大国都在积极地重返月球，因为月球上有进行核聚变的重要燃料氦3（包括两个质子和一个中子）。
太阳看起来非常炽热，夜晚闪烁恒星看起来非常冷，其实这只是因为离我们的距离不一样，他们都是由核聚变反应产生的大火炉。宇宙是非常高能的！
题目中谈到太阳，氧气和燃烧间的关系，受限于初中化学课上学到燃烧反应，那是可燃物与氧化剂发生的放热化学反应，而太阳内部的燃料和我们一般谈到的燃烧是不同，太阳核心是核聚变反应。
即使是化学燃烧，也并不是都需要氧气，只要可燃物和氧气或者氧化剂在有助燃剂和火源的情况下都能燃烧。例如镁条可以在二氧化碳气体中燃烧，而铜和铝等金属可以在硫蒸汽中燃烧。
太阳内部的燃烧，是核聚变，可以释放出大量的能量，和核外电子参与的化学燃烧不同，太阳的燃烧是核物理反应。在核聚变过程中，两个或者更多的原子核结合成一个更大的原子核，从而损失的质量会按照爱因斯坦的质能方程转化为能量。太阳的核聚变反应为太阳系提供了光和热，也为地球上所有的生命提供了能量。
由于太阳内部核聚变消耗的是氢，所有太阳的燃烧也是有寿命的，目前太阳内部的氢已经燃烧了50亿年，消耗掉一半了，根据氢的核聚变速率可以计算出太阳还有约50亿年的寿命。到那时，太阳就会膨胀成巨大的红巨星，我们地球也可能跟着一起熔化。
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太阳的火焰，其实是由太阳上的氢”燃烧”而产生的，其本质当然是核聚变反应，而不是化学反应，因此不需要氧气的参与。
不过我们人类没有登陆到太阳，是怎么知道太阳的火焰是来自“核聚变反应”的呢？这个核聚变反应的细节是怎么样的呢？这就是一个很重要的理论模型了，实际上也被称为“太阳模型”，其主要细节如下：
在太阳中，主要发生的核聚变反应被称为pp链。其中p就是质子。这个pp链的反应是非常复杂的，分为大致四个步骤，这四个步骤大致如下：
1． 质子质子反应产生氘与正电子以及电子中微子。
2． 氘与质子反应形成氦3。
3． 氦3与质子反应形成阿尔法粒子与正电子以及电子中微子。（或者是氦3加氦3反应产生阿尔法粒子再加2个质子；或者是氦3与阿尔法粒子反应产生Be7）
4． Be7与电子反应，最后产生两个阿尔法粒子。中间过程有中微子射出。
可以注意到，除了第二阶段，“中微子”在其他三个阶段都有射出。中微子是一种质量非常接近于零的基本粒子，它们的穿透能力非常强，它们可以穿透太阳内部很轻松地到达地球（这就好像海水可以从渔网里漏出来一样）。因此，我们在地球上可以通过检测“中微子”来知道太阳内部正在发生核聚变反应——因为中微子的出现是核聚变反应的标志（类似于你把氧气当作是化学反应的燃烧的标志差不多）。你说的太阳是如何燃烧起来的问题，到这里答案就基本已经清晰了。
当然了，我们人眼看到的太阳的光芒不是中微子，而是光子。这些光子的产生是来源非常复杂，但总体来说是因为太阳是一个高温等离子体，电子的碰撞与运动都会发出光子。太阳发出的光子也会组成一个光谱，在量子理论中太阳的表面可以用一个黑体辐射谱来刻画，这个黑体辐射谱可以在地球上被精确测定，我们甚至可以据此推断出太阳表面的温度大概是5600度左右。如此高的温度，是我们地球上的稻草或者木头的燃烧不能达到的温度。
所以，总结如下：并不一定要有氧气才可以燃烧，有氧气的燃烧释放的是化学能，太阳释放的是原子核能（不需要氧气）。
基本的回答是： 火焰不一定需要氧气 。
确实有许多火焰是物质与氧气发生化学反应导致的，例如人们平时用的煤气、火柴、蜡烛、木柴、煤炭等等。所以灭火的一个方法，就是隔绝氧气。
但是， 也有许多不涉及氧气的化学反应会发出火焰 。例如氢气（H2）在氯气（Cl2）中可以燃烧，生成氯化氢（HCl）。另一个例子是，肼（又称联氨，N2H4）跟四氧化二氮（N2O4）一接触就会燃烧，因此这两种物质可以作为火箭发动机的自燃推进剂。
这还没完。更加惊人的是， 化学反应之外的过程，也可以产生火焰 。对于太阳（以及所有的恒星），这个过程就是 核聚变 。
在科学史上，太阳的能量来自哪里，长期是一个巨大的谜团。尤其是当人们发现太阳与地球的距离远达1.5亿公里，而地球的半径只有6400公里之后，这意味着从太阳发出的光，只有大约百亿分之4照到了地球上。这么少的比例，就养活了整个地球生态圈，真是太不可思议了！这说明太阳的能源惊人的强大，任何传统的方法都无法产生这么多的能量。
在19世纪，开尔文勋爵曾经设想过，太阳是一个逐渐冷却的液体球，发出内部储存的热。他还和亥姆霍兹提议过，太阳的能量来自引力收缩。但是根据他们的计算，这样的太阳寿命只有2千万年，而当时已经知道地球的年龄至少超过3亿年（现在知道是46亿年）。更 搞笑 的是，还有科学家提议太阳的能量来自不断的陨石坠落。这个脑洞，足以反映当时寻求解释的绝望程度！
直到20世纪，发现核反应和量子力学之后，人们才逐渐想到，太阳的能量来自核聚变。更具体地说，太阳中主要的核反应是两个氢聚合成一个氦。1920年，第一个提出这个构想的是爱丁顿，就是做实验验证广义相对论的那位。1938年，最后把计算完善的是汉斯·贝特。
爱丁顿
《费曼物理学讲义》中讲到了汉斯·贝特的故事。那天晚上他和女朋友出去散步，女生说：“天上的星星好美呀！”贝特说：“是的，然而现在我是世上唯一知道它们为什么闪烁的人。”女生笑笑，没说话。科学家的浪漫，真是令人忧伤的故事……
虽然如今人类 科技 已经相当发达，但还是有些人对恒星（太阳）的发光发热形式以及基本工作原理不是太明白！
首先第一个问题，太阳并不是真的在燃烧，平时我们说太阳在燃烧只是一种形象的表达方式。而且燃烧也并不一定都需要氧气！
太阳发光发热的原理不是化学反应，当然更不是物理反应，而是核聚变，简单说就是利用太阳核心高温高压的环境，足以让氢聚变成氦，同时释放出巨大的能量，以光的形式释放！
第二个问题，为什么太阳一直都烧不完？
那是因为太阳的核聚变只发生在核心，也只有核心的温度压力条件满足核聚变的条件！那为什么核心的核聚变产生的巨大能量没有把太阳炸开呢？
因为两种力量的平衡，核聚变产生的向外推力以及向内的万有引力，这两种力量取得了完美的平衡，所以太阳既不会因为万有引力向内坍缩，也不会因为核聚变的力量把太阳炸开！
不过，在遥远的未来（科学家们估计35亿年之后），在逐渐耗尽燃料之后，万有引力开始占据绝对上风，于是太阳开始向内急剧塌缩，之后会膨胀成为红巨星！
所以，太阳也并不是永恒的，遥远的某天也是会“燃烧”完的！
一般情况下燃烧必须具备可燃物、助燃物质、有一定的温度这三个条件，但是二般情况下就是“太阳是如何燃烧的”，它是采用核聚变的方式向太空释放光和热。核聚变并非是物质与物质之间的反应，而是核物质自身由于超高温和高压等特定的条件下其内部发生的反应，因此不需要氧气“助燃”。
尽管核聚变不需要氧气“助燃”，但并非就说明构成太阳的物质就不包括氧气。研究表明，目前太阳质量的大约四分之三是氢，剩下的几乎都是氦，另外还有质量少于2%氧、碳、氖、铁和其他的重元素。
物质是运动的物质，运动是物质的运动，日月星辰、浩瀚宇宙等都是处在发展和变化之中的，无时无刻不在做着“由量变到质变”的转换，因此太阳的发展也不例外。
太阳是一颗黄矮星，它作为太阳系中心的恒星，寿命大致为100亿年（ 黄矮星是主序星的一种，推测寿命约为100亿年 ），目前大约已经46亿岁了，也就是说再过大约五六十亿年，由于太阳内部的氢元素几乎消耗殆尽而逐步变成红巨星。
不过，太阳目前正值壮年期，其发展和演变结果还不是一个定数。但是随着人类科学技术的发展，小地相信会有揭开包括太阳在内所有恒星的一些谜团！你认为呢？
我们的太阳正处于壮年，年龄大约45亿年，氢燃烧阶段即主序星阶段还能持续大约80亿年。当太阳处于红巨星阶段时，由于太阳的膨胀，地球不适合人类生存，到时候火星可能变得易居。
