I due tipi principali di fiamma sono la fiamma a diffusione, in cui l’ossidante e il combustibile si diffondono gradualmente l’uno nell’altro, e la fiamma premiscelata, in cui l’ossidante e il combustibile sono premiscelati e la fiamma è più corta e più calda. Le fiamme a diffusione, come quelle delle candele e degli incendi boschivi, sono principalmente rosse o rosso/arancio che riflettono le emissioni di corpo nero delle particelle di fuliggine riscaldate, mentre le fiamme premiscelate riflettono da vicino lo spettro di emissione della sostanza che viene bruciata, che va dal giallo al verde. Le fiamme sono il risultato di reazioni chimiche esotermiche, cioè reazioni con una potenza termica netta. Le reazioni chimiche che assorbono il calore sono chiamate endotermiche.
La fiamma si verifica quando un combustibile e un ossidante, solitamente aria o ossigeno, si mescolano in presenza di calore sufficiente. I nostri antenati hanno sfruttato il calore della fiamma per riscaldarsi e cucinare da 1 a 1.8 milioni di anni fa. Transizioni significative nella storia, come la transizione tra l’età della pietra e l’età del bronzo, sono state determinate dalla nostra capacità di sostenere una fiamma di una data temperatura.
Il rame, ad esempio, il componente principale del bronzo, richiede una fiamma di 1,984 °C per fondersi. In confronto, la temperatura di una candela è di 1,084.62 ° F (2,552 ° C) e una torcia a cherosene di circa 1,400 ° F (2,372 ° C). Una torcia ossiacetilenica brucia a una temperatura di 1,300 ° F (5,432 ° C). La “fiamma” nucleare prodotta dalle reazioni nucleari piuttosto che dalle reazioni chimiche nel cuore del Sole è di 3,000 ° F (24,500,000 ° C).
I materiali infiammabili comuni includono legno, cera, grasso, plastica, propano e benzina. La maggior parte di queste sostanze sono organiche, intrise di legami chimici energetici creati negli organismi viventi. Come una reazione nucleare a catena, il calore rilasciato dalle molecole che bruciano a sua volta riscalda le molecole adiacenti abbastanza da farle scomporre, rilasciando ulteriormente calore. Il ciclo continua fino a quando uno degli elementi cruciali della fiamma – combustibile, ossidante o calore – viene rimosso.
Sebbene la fiamma sia tra i più utili dei fenomeni naturali sfruttati dall’uomo, è anche tra i più pericolosi. Gli incendi fuori controllo hanno mietuto milioni di vittime e distrutto migliaia di città nel corso della storia. Attualmente sono in corso sforzi umanitari per rendere disponibile l’illuminazione LCD a basso costo alle persone nei paesi in via di sviluppo, riducendo così l’incidenza delle lesioni dovute agli incendi e risparmiando sul carburante.