불꽃은 왜 온도에 따라 색깔이 바뀌나요?

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

온도에 따라 빛의 색이 다른 이유는 흑체복사 때문입니다.

흑체 복사란 간단히 온도에 따른 빛의 파장 분포입니다. 즉, 모든 물체는 온도를 가지고 있고, 그 온도에 따라 방출하는 빛이 있습니다.

온도가 높아짐에 따라 붉은색 계열(낮은 진동수~낮은 에너지)의 빛에서 푸른색 계열의 빛(높은 진동수~높은 에너지)으로 변한다고 생각하시면 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.

알칼리 금속의 불꽃 색이 다 다른 이유는 아칼리 금속에 존재하는 전자 때문입니다. 칼슘에 존재하는 최외각 전자는 평상시 안정적인 에너지 상태를 가지고 있습니다. 하지만, 불을 붙여 열을 가하게 되면, 최외각 전자는 들뜬 상태(에너지가 높아진 상태)가 되며 불안정해집니다. 이 때 전자는 불안정한 상태에서 다시 안정한 상태가 되려고하는데, 안정한 상태인 에너지가 낮은 상태가 되면서 손실된 에너지 차만큼 빛을 통해 발산하게 됩니다. 이 빛이 특정 색의 빛을 내기 때문에 불꽃색이 나타납니다.

안녕하세요. 과학전문가입니다.

물질이 연소할 때 방출하는 빛은 온도에 관계없이 파란색이라고 합니다. 즉 완전연소가 되는 불은 기본적으로 파란색이며 온도도 가장 높다고 합니다. 하지만 완전연소되지 않고 불완전연소가 되면 온도가 낮아지고 연소되지 못한 불순물이 생성되기 때문에 색깔도 붉은색 계열로 바뀌게 됩니다.

가스레인지 불꽃은 완전연소 하기 때문에 파란색이 정상입니다. 하지만 실내에 산소가 부족하거나 습도가 과도하게 높거나 가스레인지 화구에 이물질이 끼었을 경우 불완전 연소가 발생하여 불의 온도가 낮아지고 불꽃의 색깔도 붉은색으로 변하게 됩니다. 이러한 경우 이물질을 제거하거나 실내를 환기하면 문제를 해결할 수 있습니다.

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

푸른색은 완전 연소를 의미합니다. 탈것이 산소와만나 완전히 잘 연소되어 이산화탄소가 발생하면 푸른색이 되지만, 불완전 연소가 되어 일산화탄소가 섞이게되면 뷹은색이 됩니다.

감사합니다.