随着黑夜的变长，北半球已悄然进入了冬季，我国北方局部地区已经开始了集中供暖！但小时候在冬天我们应该有烧炕或者在火炉里烧煤取暖的经历吧！那么你有没有注意到这样的现象「往炉子里加的燃料越多，燃烧的时间越短?」,这有点违反直觉，不应该是燃料越多，燃烧的时间越长吗？
这个现象我是深有体会，小时候有时一个人在家，就要照看好炉子不能让火灭了。由于没有经验，每次填的煤特别多，发现煤填的越多越不经烧，炉子也特别旺，所以就不停的加煤，一天下来的烧煤量能顶我妈两三天的量！所以燃料越多，燃烧时间越短这确实是个事实，但这是为什么呢？今天就说下这个问题。
生活中的一些实例
先设想一个场景，我们在野外露营，那生火肯定是必须。我们先在火堆上放一大块木头，木头会自动着火燃烧。根据木头的大小，我们可以合理地预计出这块木头应该能烧个一到两个小时，因为比较大块的木头接触火的面积少，耐烧一点！但是如果我们把两个或更多相似大小的木头同时放入火里呢？会发生什么？
火焰会更加明亮、温度更高，木头燃烧得也更快，我们只能不断地添加柴火！如果你对这个没有印象，那相信你小时候干过这样的事，看下图，把两根蜡烛靠在一起，让两个火焰合并，两根蜡烛会迅速的消耗。（不会只有我这么做过吧！）
一根单独点燃的蜡烛或者两根分开燃烧的蜡烛，每根蜡烛都会发生一系列简单的由热催化的化学反应。下面我们分三个步骤来说说这些化学反应。
1、焰心
首先烃基燃料，碳原子分子链（带有氢原子）被分解成更小的链，最终是二聚体和单体。在这个过程中实际上是一个吸热的过程， 这就是为什么我们经常说焰心的温度最低，也就是燃料源的温度不是火中最热的部分！
2、内焰和外焰
接下来，这些小分子链从燃料源向更高的温度移动时，会遇到高度反应性的氧分子。反应过程很简单：碳氢化合物与氧气结合在内焰部分会产生中间产物一氧化碳和自由基，在外焰部分最终充分燃烧生成水和二氧化碳。外焰反应过程会释放能量（放热），也是火焰最亮和最热的部分。
3、烟尘
最后，对火焰温度贡献最大的部分就是烟尘。我们经常会认为所看到的亮黄色火焰仅仅是炽热的电离等离子体发光的结果。其实不完全是，还有烟尘！烟尘分子相当复杂，在很多情况下由一百多万个原子组成。如果反应的温度足够高，1200摄氏度或更高的温度，烟尘就会把热能转化成可见光，此可见光的波长正是黄色。顺便说一下，上图中我们会注意到，如果我们用强光照射火焰就会产生阴影（右上角），这就是因为有烟尘的存在！
还记得我们用蜡烛烧东西吗？这事我们几乎都干过，烧完以后我们就会看到在物体表面会产生一层黑色的烟尘，这是因为物体在吸热，温度的降低会导致燃烧不充分产生大量的烟尘。没有明火，燃烧不充分的火堆跟这个道理一样。（上图左）如果在氧气充足、温度超过1000°C的情况下，烟尘就会燃烧充分转化为可见光。对于任何一种火焰，工作原理都是一样的。
那么为什么把两根蜡烛的火焰并在一起，或者在一堆火上加上额外的木头会使燃烧过程加快？
因为火焰燃烧速度的限制因素（燃烧的反应速率），通常不是可用燃料的数量，也不是可用氧气的数量。相反，决定燃烧速率的因素是这个区域的体积内有多少能量/温度使燃烧发生，以及燃烧在这个区域进行的有多快。
燃烧一个自我维持的过程，燃烧速度越快，达到的温度就越高，因此进一步反应的效率和速度就越快！因此，如果我们把两根蜡烛放在一起，火焰的温度会更高，燃烧燃料的速度也会更快，比单独燃烧单根蜡烛要快很多。如果我们在火上放两倍的木头（不受氧气限制），会达到更高的温度，增加燃烧木头中的燃料的反应速度，更快地燃烧完整个供给。如果我们把两倍的煤扔进火炉里，就会产生两倍以上的能量，燃料很快就会被耗尽。
这就是为什么在一场肆虐的野火中，数万亩的林地可以在几天内被完全摧毁。提高温度和反应速率，反应就会更快地完成。
不仅仅是化学反应，所有反应都会产生同样的效果。在任何反应中，能量是自我维持反应的催化剂，无论是增加更多的能量还是引入更多的反应物，都会帮助反应更快地完成。这也包括我们天空的恒星！
像我们太阳这样的G型恒星，其核心温度达到了1500万开尔文，并将在大约120亿年内耗尽其所有的核燃料。但是一颗只有太阳质量8%的m型恒星，核心温度虽然只有400万开尔文，但依然在核心进行着核聚变，而且速度非常缓慢，像这样的恒星比太阳要长寿1000倍，但它们的燃料只有太阳燃料的8% ！
相反，有些恒星的质量是太阳质量的几十倍甚至几百倍，尽管它们拥有更多的燃料，但其中质量最大的恒星的寿命却不到太阳的0.01%。对于恒星来说，燃料增加两倍，寿命就会缩短八分之一，这也说明化学反应在核聚变面前真的微不足道。
这就是为什么燃料越多，燃烧的时间越短，这适用于宇宙中的任何反应。很违反直觉，但这确是事实，下次我们在家里照看炉子的时候，就记住这点：你填进去的煤越少，烧的越慢！
