¿De qué están hechas las llamas?

No estoy 100% seguro de esto, pero aquí va:

Burning / Fire es básicamente una reacción química autosostenida. La chispa original causa una reacción química (en el caso de la madera) que rompe los enlaces de celulosa y forma enlaces carbono-oxígeno. Esto da como resultado una liberación neta de energía que es suficiente para iniciar la misma reacción en los enlaces cercanos, esencialmente una reacción en cadena. Entonces, esta reacción conduce a la descomposición de la madera junto con la liberación de toneladas de energía.

DE ACUERDO. Ahora en la parte de la luz. Un átomo tiene un montón de electrones que orbitan el núcleo. Estos electrones solo pueden viajar a través de ciertas “pistas” o niveles de energía. Cuando pones energía, un electrón puede “saltar” a un nivel de energía superior momentáneamente. Una vez que e-se aburre, vuelve al estado fundamental, liberando la energía que recogió anteriormente en forma de luz visible.

Finalmente estamos listos para llegar a la llama. La energía de la reacción en cadena excita los electrones de las moléculas de aire a su alrededor, lo que hace que salten alrededor. A medida que saltan hacia arriba y hacia abajo los niveles de energía, se emite luz. Como el calor se disipa tan rápidamente, solo las moléculas de aire muy cercanas al lugar de la reacción emiten luz. Este cúmulo es lo que llamamos la llama.

Detalles técnicos:
La reacción que describí generalmente se llama reacción de oxidación por reducción (redox) porque implica la transferencia de electrones a moléculas de oxígeno. Estás rompiendo los enlaces de celulosa en la madera. La celulosa es esencialmente solo largas cadenas de azúcar. ¿Sabes cómo tu cuerpo emite calor constantemente? Misma reacción (ish).

Los niveles de energía también se conocen como conchas de valencia y se ven bastante ordenados. Puedes resolver algunas ecuaciones de onda locas y visualizarlas realmente.

Consiste en una gran cantidad de átomos gaseosos (provenientes del combustible) que reaccionan con el oxígeno del aire. Los átomos tienen grandes velocidades aleatorias (lo que significa que la llama está caliente) y experimentan rápidas excitaciones y desexcitaciones debido a colisiones, lo que resulta en radiación (que también incluye luz visible).

Podría seguir con esto, pero en este punto preferiría referirme al genio de Richard Feynman. Pediría a cualquier persona interesada en comprender la física detrás de una llama que le dedique unos minutos para esto:

Para una introducción más simplista y alegre (y en mi opinión, menos informativa) de lo que es una llama, eche un vistazo a Qué es una llama

Gases combustibles, reaccionando con el oxígeno. Pero la parte que ves es una cáscara de humo muy caliente.

Mira, solo los gases pueden crear una llama. Los líquidos inflamables (como gasolina o alcohol) solo se queman porque los vapores se elevan del líquido, se mezclan con el aire y reaccionan. Los sólidos inflamables (como la madera o el papel) solo se queman porque el calor descompone las moléculas en gases inflamables, que se mezclan con el aire y reaccionan.

Cuando los gases reaccionan con el oxígeno, liberan energía en forma de calor y luz. La luz que produce es en realidad azul, por lo que las llamas con mucho oxígeno (como un soplete) se queman en azul. Pero las llamas de combustión libre no tienen tanto oxígeno, lo que hace que produzcan hollín, que son básicamente partículas microscópicas de carbono (también conocido como humo). Estos bits de carbono se forman alrededor del borde de la llama y se sobrecalientan por el proceso de combustión. Cuando se calientan lo suficiente, brillan de color naranja, que es lo que da color a las llamas. (Para probar esto, sostenga un pedazo de papel de aluminio sobre cualquier llama de color naranja, verá una acumulación de carbono muy rápidamente).

La llama en sí misma consiste en gases calientes y hollín, pero la reacción química que se está produciendo es lo que hace que se vea como se ve.

Aquí está la excelente respuesta que ganó la campaña que Alan Alda lideró.

Desearía que tuvieran una ciencia como esta cuando yo era un niño.

Calor, combustible, oxigeno.

Los vapores de material inflamable se queman, gastando así su energía en calor y … la luz.