불꽃의 색은 온도에 따라 왜 다른가요
불꽃을 가만히 바라보고 있으면 안쪽과 바깥쪽의 색이 다르더군요
실제 온도도 다르다는건 일반 상식이죠
그렇다면 불꽃의 색이 온도에 따라 다른건가요 이유는 무엇인가요
안녕하세요. 진정현 과학전문가입니다.
붉은색 계열의 빛에서 푸른색 계열의 빛으로 변한다고 온도가 높아진다고 생각하면 됩니다.
빛의 색도 연속적이고 온도의 색도 연속적이라 대략적인 영역별로 구분을 해보겠습니다.
빨강, 주황색 : 600~800℃ 노란색 : 800~1300℃ 백색 : 1300~1500℃ 파란 : 1500℃~
이렇게 색깔을 띠는 이유는 불에 의해 공기가 뜨거워지면서 방출되는 빛의 파장이 온도에 따라 다르기 때문입니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
불꽃의 안쪽은 온도가 낮아 물체가 불완전연소하며, 이산화탄소대신 일산화탄소가 나오게 됩니다.
이 과정에서 보이는 빛이 노란색이고, 완전연소하여 이산화탄소로 모두 나오는 경우 푸른색이나 하얀색빛까지도 나오게 됩니다.
이 외에, 다른 성분들이 연소되며 나오는 불꽃반응색이 섞일 수도 있습니다.
감사합니다.안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
블꽃의 색과 온도는 발생되는 에너지에 따른 색의 파장이 다르기 때문입니다.
높은 에너지를 발산하는 불꽃은 짧은 파장의 색상과 높은 열을 발산하는데요, 짧은 파장이 바로 파란색 계열이기에 온도가 높은 불꽃은 파란색입니다.
반대로 온도가 낮은 불꽃은 긴파장의 색상과 낮은 열에너지를 방출하는데요, 그 파장의 색상이 붉은 색입니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
일반적으로 밝은 빨간색이나 주황색으로 묘사되나, 불의 색은 반응하는 원소에 따라서 천차만별로 달라진다. 예를 들어, 알코올램프의 불은 이론상 정해진 색깔이 없다. 원자의 들뜸에서 나오는 특성복사가 없기 때문에, 결국 온도에 따른 열복사의 색을 갖게 된다.
원소를 제외하면 온도에 의해 불의 색이 크게 좌우되며 온도가 높을수록 파란색, 온도가 낮을수록 빨간색을 띈다. 불이 내는 파장대역은 플랑크의 흑체복사 법칙을 따라간다. 다만 실생활에서 볼 수 있는 온도의 불에서 나오는 빛은 온도에 의한 열복사가 아니라 화학 반응에서 방출되는 빛으로 플랑크의 흑체복사 법칙에서의 색과는 다르다. 그러니까 가스레인지의 파란색 불이 아래처럼 수만 도의 온도를 나타내진 않는다.[5] 이외에도 위에 나와있듯 연소 물질 안에 든 금속 원소 등에 의해서도 다양한 색의 빛이 나온다.
다시 플랑크의 복사법칙으로 돌아가면, 사람 눈에 보이는 지배적인 파장대역은 일반적으로 적색 → 주황색 → 노란색 → 흰색 → 연청색 순으로 간다. 더 뜨거워지면 청색으로 빛난다는 말이 있는데 일정 온도 이상 뜨거워지면 우리 눈에는 청백색보다 더 푸르게 보이는 일은 없다. 그런 온도에서는 자외선부터 시작해서 천문학 스케일에서는 X선을 내는 경우도 많은 등, 기계로나 계측이 가능한 '색깔'이 파란색, 보라색 등 눈에 보이는 파장보다 훨씬 지배적이며 그쪽 대역의 빛은 눈으로는 보이지 않는다. 하지만 온도가 높아진다고 긴 파장대의 빛이 안 나오는 것은 아니며, 전체 광자 중 눈에 보이는 파장대역의 지분이 줄어들 뿐이므로 인간의 눈에는 여전히 청색 계열로 보인다.
온도가 끊임없이 높아지면 빛이 검은색이 된다는 얘기도 있는데, 온도가 매우 높아지면 가시광선이 전체 복사 에너지에서 차지하는 지분이 줄어들 뿐 표면적당 방출하는 가시광선의 절대량은 온도가 높아질수록 계속 늘어난다.[6] 온도가 높을수록 어둡다는 말은 틀리다. 검은 불을 악마의 불이라느니, 주변의 빛도 흡수하여 태운다느니 한다는 소리는 어디까지나 판타지. 핵폭발은 1억 도, 초신성 폭발은 10억 도가 넘는데 둘 다 (압도적인 밝기의) 청백색으로 보인다. 다만 특정 조건을 만족시켜 자외선이나 X선, 감마선만 내뿜도록 한다면 에너지는 매우 높지만 검은 불이라 부를 수 있기는 하다.
실험을 통해 우리 눈에는 그림자까지 생기는 검은 불을 만들어 낼 수 있다. 노란색 파장의 빛을 발광하는 나트륨등을 광원으로 사용하고[7], 불을 피운 후 (라이터나 촛불 등등 불꽃이면 된다.) 소금물을 티슈에 적셔서 불꽃에 가져가 대보면 검은색 불이 생긴다. 자세한 원리 이론은 공돌이 용달 The Action Lab(영어)
불의 색깔이 파란색인 것은 흑체복사와 전혀 상관이 없다. 물질이 연소할 때 내는 빛은 온도에 상관없이 전부 파란색이다. 불꽃심은 온도가 1000도가 안됨에도 불구하고 파란색이다. 따라서 불이 파란색인 것이 에너지가 높아서라는 주장은 완전히 틀린 말이다. 불의 색깔이 파란색인 이유는 연소하는 과정에서 파란 빛인 스펙트럼을 내뿜기 때문이다. 이는 불꽃 반응과 비슷한 원리로, 불꽃 반응이 온도와 관련이 있다고 주장하는 것과 같은 헛소리이다. 흑체복사로 인한 푸른 빛이라면 7000도에 달하는 극단적으로 밝은 빛이어야하지만 실제 푸른 불꽃은 매우 어둡다. 가스레인지의 불은 작은 성냥보다도 어둡다.
인간의 상식 중에 유독 불, 태양광에 대한 부분이 심하게 왜곡되어 있다. 하얀 태양, 파란 불을 매일 보는데도 태양과 불은 항상 붉은 색이라고 생각한다. 그러나 태양은 기본적으로 하얀색이고, 불은 기본적으로 파란색이다. 태양이 붉게 보이는 이유는 일출이나 일몰시에 레일리 산란으로 인한 것이고, 불이 붉게 보이는 이유는 온도에 의한 에너지 차이 따위가 아닌 불완전 연소 시에 그을음이 가열되어 흑체복사로 인해 생긴 매우 밝은 붉은색의 깃(feather)으로 기존의 어두운 파란색의 불이 가려지기 때문이다. 즉, 불의 붉은 빛은 연소의 화학적 과정에서 나오는 빛이 아니다. 온도에 따라 불의 에너지가 바뀌는 것이 아니라, 산소가 감소할 수록 그을음이 증가하여 탄소 가루가 주황색으로 밝게 빛나는 것이다. 완전 연소 시에는 그을음이 사라져 주황색으로 빛날 입자가 없어지고 원래의 어두운 파란색 불만 남는 것이다.
온도에 따른 흑체복사의 색깔 변화는 불의 색깔 변화와 상관이 없다. 불의 온도가 높아지려면 완전 연소를 해야하는데, 그렇게 되면 그을음이 사라져 무조건 원래 불의 색인 파란색이다. 여기서 온도를 더 높이게 되면 오히려 밝아지면서 하얀색에 가깝게 보인다. 기체의 열복사는 매우 미약하므로 연소에 의한 빛 방출에 가리어져 색깔변화에 거의 영향을 주지 않는다.
안녕하세요. 박승식 과학전문가입니다.
불의 붉은 색 부분은 보통 900도~1500도 정도의 온도를 가집니다.
그래서 붉은색을 띠게 되고 또한 불은 겉불꽃이 가장 온도가 높죠.
그리고 물질의 온도가 높아질수록 적색 → 노란색 → 흰색 → 파란색으로 색이 변하게 됩니다.
그래서 노란색을 띠는 백열 전구 필라멘트의 온도는 보통 3000도가 넘어갑니다.
그럼, 파란색이 되려면 온도가 최소한 10,000도 이상이 되어야 하는데,
실제 파란 불꽃의 온도는 이정도로 높지 않습니다. 파란불꽃의 온도는 1400~1650도 정도죠.
불꽃이 파란색을 띠는 이유는 사실, 온도 때문이 아니고 이산화탄소의 불꽃 반응 색 때문입니다.
그럼 같은 온도에서도 빨간 불꽃이 나는 이유는?
그 이유는 바로 연료의 불완전 연소로 인해 발생한 불꽃 속 탄소 알갱이(그으름)가 가열되면서
그 온도에 해당하는 색온도를 띠기 때문입니다.
다시 말해 완전 연소만 된다면, 불꽃의 색은 원래가 파란색이라는 것입니다.
그래서 알콜 램프나 가스레인지의 불꽃이 파란색을 띠게 되는 것입니다..
불꽃의 색깔은 보통
진한 빨간색일 때 600 ~ 800ºC, 푸른빛은 1,400ºC ~ 1,600ºC 입니다.
그러나 불꽃색이 다른 것은 여러가지 이유가 있습니다.
예를 들어 파란색은 산소가 원할하게 되지 않은 경우에 나타나기도 합니다.
