氮气分摊率，火焰的本质是什么？
从理论上来说,只是物质氧化(燃烧就是剧烈氧化)放热所产生的“火焰”应该是无色的,但为什么一般的火焰都有颜色呢,那是因为构成物质的原子在高温下得到能量,发生能级跃迁,从基态跃迁到激发态,处于激发态的原子不稳定,会自动回到基态,在向基态跃迁的时候就放出能量,此能量以光的形式释放,由于不同原子跃迁所放出的能量或同种原子在不同的激发态跃迁所放出的能量不尽相同,各种物质或同种物质在不同情况下燃烧所发出的光的颜色是不同的(光的颜色由光的频率决定,而每一个光的频率值都对应着一个能量值),因此同种物质在不同温度情况下燃烧发出不同颜色的光也就不足为奇了,人看到火焰的三层也就不难解释了……
1.本质
火是物质燃烧产生的光和热，是能量的一种。必须有可燃物、燃点、氧化剂并存才能生火。三者缺任何一者就不能生火。火就是介于气态、固态、液态以外的等离子态。火是由等离子体（plasma）状态的物质组成的，plasma是由英国物理学家Sir William Crookes在1879年确定的物质的第四种状态（其它三种是固态、液态、气态）。火是很泛的概念，基本包含两大元素：发光（光子的产生）和产热（如氧化、核反应所致）。在生活中，火可以被认为是物质发生某些变化时的表征。很多物质都能在某些特定的变化或说反应中产生光和热，两者共同构成我们所说的“火”。我们就以以蜡烛为例，蜡燃烧时当然产生了火。但我们到底该认为谁是火呢？水和二氧化碳是无法独自产生火的，可排除此可能性；我们在蜡烛燃烧时看到黑烟，说明炭还好好的存在着，并未发生反应，所以这种可能性亦不存在，至于其他杂分子，也是燃烧的副产物，既然称为产物，则不会在我们所讨论的反应过程中发生变化了，排除。只剩下蜡了。蜡是火？确实荒谬。不错，蜡本身绝不是火，但火源自蜡，而非上述任何其他物质，这是肯定的。蜡产生了火，而火却不是此反应中的任何反应物或生成物本身！火就是火自己！但火实际上确是一种物质，但又不仅仅是物质。2.颜色电子离开原子核，这个过程就叫做“电离”。这时，物质就变成了由带正电的原子核和带负电的电子组成的，一团均匀的“浆糊”，人们称它离子浆。这些离子浆中正负电荷总量相等，因此又叫等离子体。 而我们通常看到的火是电离的电子由激发态回到基态时放出的光子，不同能量的光子有不同能量的颜色。价值3000万元的舱外航天服？
沉没成本大家听说过吧？重达120公斤，价值3000万的航天服不是无法带回地球，是没必要带回来！用经济学原理沉没成本解释，你就懂了…
2021年7月4日，是中国航天史上具有重大意义的一天。这一天，我国的三名宇航员进行了首次出舱活动，历时约7个小时，圆满完成出舱活动期间全部既定任务。其中航天员刘伯明、汤洪波均已出舱，航天员聂海胜在舱内操作机械臂，与舱外航天员相互配合。
这次出舱活动，我们也发现刘伯明、汤洪波穿的衣服跟他们在空间站内穿的衣服完全不一样。而根据报道，他们此次出舱所穿的航天服重达120公斤，价值3000万，那为什么宇航员出舱需要穿如此价值昂贵的航天服呢？
中国舱外航天服，重达120公斤
为什么出舱需要穿价值3000万的舱外航天服？不知道大家是不是跟我有一样的疑问，为什么宇航员出舱，需要穿这样一件豪华的宇航服呢？为什么普通的宇航服不行，太空作业存在哪些风险呢？ 今天，我们就一起来一探究竟。其实，航天员在舱外作业不同于舱内，更不同于地面，存在极大的危险性：
一、舱外太空处于真空状态，人类不能自由呼吸
在空间站内，空间站内是有氧气的，但是一旦出到舱外，人类几乎无法呼吸，舱外太空是一个完全的真空状态，宇航员需要借助宇航服里的空气补给功能实现自由呼吸。
二、舱外的温度极低，需要特殊航天服来控制温度
在太空中，温度低达零下270度，但是因为没有空气，所以太空中不相互接触的物体间，就没有了热对流和热传导，只有热辐射损失热量，而热辐射的传热效率是最低的；比如真空保温瓶，就是利用隔绝热对流和热传导，来达到保温效果。但是，如果在太空中，正面接收太阳辐射的物体，温度会上升到一百多摄氏度，如果人体直接在太空中接触太阳辐射，必定会被灼伤。
所以在太空中，温差超过370度，这些都远远地超出了人体所能承受的极限；
三、太空有超强的紫外线，辐射性极强
外太空的大气层非常稀薄，缺少臭氧层的保护，紫外线的辐射非常强烈，这就需要特制的宇航服来抵抗这些强辐射，保护我们的宇航员能够在舱外正常作业，完成既定任务。
紫外线
四，太空中还存在着高能亚原子粒子，太空垃圾碎片等，非常危险
在浩渺的太空中，由于没有地球大气层和磁场的保护，宇宙射线是对人体最危险的威胁之一。宇宙射线是由太阳粒子爆发或银河系恒星爆炸后产生的高能亚原子粒子，这些宇宙射线对人体细胞具有极大的杀伤力，宇航员如果暴露在宇宙射线中，将会引发癌症到急性辐射病在内的各种疾病。
其次，在外太空中，还存在着很多太空垃圾，这些太空垃圾漂浮在外太空，如果宇航员暴露在外太空而没有防护的话，极有可能被太空垃圾砸到砸伤，甚至丧命。
太空垃圾
正是由于以上各种危险的存在，我们在舱外宇航服的设计上，要求是非常严格的！
那为什么舱外宇航服如此昂贵，价值3000万呢？我们一起来看看。
为什么舱外航天服价值3000万？贵在技术上面我们可以看到，在太空中进行探索活动，没有航天服是万万不行的。能设计制造出高性价比的航天服是航天大国的必备装备。中国是世界上拥有独立设计和生产舱外航天服的国家之一，技术实现仅次于美国和前苏联。
舱外航天服的设计与制造，不仅要能满足航天员在舱外暴露在超真空、极高温差、强辐射、高能粒子碎片冲击等环境下对于生命保障的需求，还要能满足航天员出舱活动对于手脚等部位基本灵活性的需求。
这样一具航天服，他的科技含量就非常高了。这就是我国航天服价值昂贵的原因。此次出舱活动的宇航员所穿的舱外宇航服就是在前一版本宇航服基础上做了改进后的，该舱外航天服一共有六层组成，从外到内依次是外防护层、隔热层、限制层、主气密层、备份气密层、舒适层。
从下图我们也可以看到，一套舱外航天服包含了很多组件，有主氧瓶，二级氧瓶，给宇航员在太空中供氧；有通信机，可以跟地面进行实时通话；还有天线，照明灯，水箱，小型工作台，服内饮水袋，就是你在航天服内如果渴了，还可以自行喝水，头盔，温控阀等等，这些装备合成到一起，不是简简单单缝几粒扣子那么简单，都是需要高科技手段把他们互联互通，来保障宇航员的安全。
而且更重要的一点就是，新一代“飞天”舱外航天服已完全实现自主供氧以及温度、湿度、压力、液冷服等控制，航天员与舱体之间不再有电脐带连接，这既减轻了航天员舱外活动的负担，而且没有“电脐带”的“束缚”，操作起来更灵活、舱外活动范围也更广，只要有扶手的地方都能到达。
这些组件加一起，使得舱外航天服重达120公斤左右，如果是在地球上穿上如此重的衣服，相信我们连走路都困难，可是在太空中这点重量却不算什么，真空环境可以让宇航员穿着它轻松的进行舱外各种活动。
但是因正因航天服使用了尖端科技跟特殊材料制作而成，使得它的造价非常高，根据报道，此次飞天牌舱外航天服价值3000万，而且此次天和核心舱只有2套，因其昂贵的造价，引得广大网友的关注。
为什么不把3000万的航天服带回地球？经济学里面有一个原理叫：沉没成本，它是指以往发生的，但与当前决策无关的费用。价值3000万的航天服，费用已经花费出去，已经是沉没的成本，在当前或未来的决策，不应该去考虑已经花费出去的成本，就是沉没成本原理。从决策的角度看，以往发生的费用只是造成当前状态的某个因素，当前决策所要考虑的是未来可能发生的费用及所带来的收益，而不考虑以往发生的费用。沉没成本，其实就是要教育我们要学会及时止损！
而“飞天”舱外航天服作为沉没成本，如果还是要强行带回地球的话，势必会增加更多额外费用，甚至增加宇航员的危险，国家基于下面两大考虑，才没有将他们带回来：
1.宇航员的安全大于一切
国家不把价值3000万的宇航服带回来，并不是因为咱们有钱，可以挥霍，而是国家基于为宇航员的安全考虑出发。我们都知道，当宇航员结束太空任务返回地球的时候，神舟十二的返回舱是有负载要求的，载荷和容量是有限的，如果把120公斤的航天服带回地球，势必会对返回舱的重要及容积增加负担，这样就会加大返回舱着陆的风险，给宇航员带来安全隐患，航天局为了宇航员的安全考虑，不准备将航天服带回地球。并不是无法带回的哦！
2.航天服可以留在空间站继续使用。
我们都知道，宇航员在外太空，他们有两套航天服，一种是舱内航天服，一种是舱外航天服，两种不同的航天服的使用场景是不同的。当宇航员返回地球的时候，他只需要穿舱内航天服即可，而且舱内航天服比舱外航天服要少三层，重量也较舱外航天服要轻很多。
这样，舱外航天服就可以继续留在空间站，待下次有航天员来执行任务时可以继续使用，据报道，一套航天服可以使用15次。
舱外航天服因为其独特的设计及高超的技术含量，使得航天服的价值非常高，同时也是一国科技实力的象征。
价值3000万的航天服，并不是无法带回地球，而是带回航天服，可能会造成宇航员的生命危险，甚至会增加额外的研发费用，不符合经济学原理，我不是最经济的选择，再加上每一件航天服可以使用15次，我们可以将他们放在空间站，供后面宇航员执行舱外任务时使用。
7月4号，随着航天员刘伯明、汤洪波安全返回天和核心舱，标志着中国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功。这也是自2008年神舟七号航天员翟志刚的太空行走以来，中国宇航员的再一次太空行走。当年翟志刚的成功出舱，让中国成为继苏联和美国之后，第三个完成航天员太空行走的国家。而今年的出舱，更是中国快速发展的太空计划中，一个“重要里程碑”。
宇航员穿的航天服为什么那么贵？
我们家房子单价1万每平方，而中国舱外宇航服的造价为3000万，相当于30套100平的房子，宇航员在执行完任务后，如果不能将其带回地球，未免显得太奢侈了。
可能也有朋友觉得，宇航员身穿宇航服进入外太空执行任务，衣服上会不会沾染了什么宇宙神秘物质，目前地球文明还不能解决，所以宁可将昂贵的宇航服丢在外太空，也不愿其带回地球重新利用。
实则不然，如果站在经济学角度来讲，带回宇航服所需要的成本，可能会超出宇航服本身的造价，下面就一起来看看相关知识吧。
简单了解下宇航服的知识至今为止，全球有能力独立完成载人航天任务的国家，只有中美俄三国，而国与国之间的宇航服也略有差异。
俄罗斯的航天服为“猎鹰”舱内航天服和“海鹰”舱外航天服，“猎鹰”于1973年推出，“海鹰”于1977年推出。
美国的航天服为“ACES”舱内航天服和“EMU”舱外航天服，两款均来自于20世纪80~90年代，当时造价约1500万美元，换算至今，大概为1.5亿美元，目前美国正在研发新一代航天服，预估在2024年投入使用。
中国的航天服为“飞天”，目前为第二代，造价约3000万人民币，值得一提的是，我国在重重技术封锁下，能独立研发出飞天航天服，是一件非常不容易，且值得骄傲的事。
我国第二代飞天舱外航天服有多厉害？
航天服可分为6层，分别是舒适层、备份气密层、主气密层、限制层、隔热层与防护层，舒适层由特殊防静电处理过的棉布织成，其内也配备了尿液收集装置；备份气密层有散热功能；主气密层由复合关节构成，可以起到加压作用；限制层是涤纶面料，可以限制加压气密层向外膨胀；隔热层能通过热反射来隔热，足以面对太空巨大的温差变化；最外面的防护层多种纤维复合织物构成，不仅面料柔软，还具备耐腐蚀、耐磨损、防辐射等优点。
舱外航天服的壳体结构为铝合金薄壁硬体，厚度仅为1.5mm，但其抗压能力却超过了120kpa，不仅能承受宇航服120kg的重量，还能应对航天过程中的各种震动。
除了本身材料优越之外，铝合金躯干的外壳上还配备了各种精密仪器，例如气液控制台、气液组合插座、应急供氧管、电脐带、电控台等等，可以说是完全把一个小型飞船的控制台，全部“转移”到了宇航员的航天服上。
在航天服配备如此多精密仪器的情况下，还要考虑到肢体灵活度，如果各关节处太硬，宇航员动一下就非常耗体力，如果太软，防护能力又不够，为了解决这一难题，我国工程师从小龙虾身上找到了灵感，于是在舱外航天服的关节处，加入了类似小龙虾尾部的层叠机构，在气密轴承的帮助下，宇航员的四肢技能轻而易举的转动，还不用担心安全性。
再来看看舱外航天盔，其面窗有4层结构，里面两层为压力面窗，中间是氮气，能起到隔热和防雾作用，第三层是防护面窗，最外面一层是滤光面窗，航天员在不同状态下可以调节光线。
除了面窗之外，头盔内部还有报警指示灯、照明灯、摄像头，头盔外壳还有电控台、气液控制台、气液组合插座、应急供氧管等，整体而言，航天头盔同样要具备抗压、抗冲击、耐热、消声、通风、供氧、视野开阔等特性。
舱外宇航服的背部隆起长方体区域为生命保障系统，有通风净化、温湿度控制及氧气调节等设备及功能，一旦发现有问题，还会自动报警。
此外，航天服上还有一根电脐带，它可以将飞船跟宇航服连接起来，除了能实时监测宇航员的安全信息之外，还能起到通讯作用，当然在电脐带内部也有一根钢缆，安全性方面能得到大幅度提升。
跟上一代舱外航天服比起来，新一代出舱的寿命从两年5次，每次4小时，提高到了3年15次，每次7~8小时。
为什么宇航员在太空执行任务，需要穿舱外航天服？在外太空执行任务的宇航员，首先要面对的便是极端温度，在太空中，受到太阳光直射的一面，温度可高达100℃以上，而背阴面的温度，可低至-100℃，在如此极端的温度环境下，人类在外太空只能借助航天服来抵挡。
还有便是潜藏在四周的宇宙流体，空气阻力的消失，再加上太空失重或微重力的环境，导致哪怕1毫克的流体都能轻松击穿3毫米厚的铝板。
而且太空中还有大量人类制造的太空垃圾，这些都是宇航员在舱外执行任务的潜在威胁，当年苏联“量子”舱和“礼炮号”空间站无法对接的因素，就是因为一块小小的金属片。
此外，太空的真空超低压环境对人类很不友好，但人体暴露在这种环境之下，体内的水分和血液就会瞬间沸腾，短时间内就会死亡。
1971年，三名苏联宇航员在归程途中，就因为通气阀门出现故障，导致三人仿佛暴露于太空中，40秒内，三人便全部死亡。
当然，太空中的辐射也相当危险，在缺失大气层这种天然屏障的外太空，宇航服就需要起到抵挡宇宙辐射的作用，面对危险重重的外太空，宇航服的质量需要不断提升，而随着各种先进科技的加入，宇航服制作难度和造价同样也在水涨船高。
为什么价值3000万人民币的宇航服，用完后不能随宇航员一同带回地球？很多网友以为，3000万的舱外航天服用一次就“丢”，有点太奢侈，其实情况并非完全如此。
首先，返回舱的有效载荷、容积等都是精心设计过的，哪怕返回舱多带回一斤东西，可能都会造成无法想象的后果，而价值3000万的舱外航天服，整体重量高达120公斤，再加上其放在返回舱内，需要占据相当一部分空间，所以舱外航天服并不适合带回地球。
但也不是用一次就“丢”，目前这套舱外航天服的使用寿命为3年，或者15次，超出年限或次数，这套舱外航天服都不适合再用了，等到无法使用后，舱外航天服才会跟其他轨道舱一同坠入大气层，在这过程中被焚烧殆尽。
用了一次，且小于3年的第二代飞天航天服，都会留在空间站中，后期也可以使用，当然不排除在未来的某一天，我国能将舱外航天服带回地球。
——END——