探究孔明灯背后的物理原理
孔明灯，是一种特殊的玩具，它起源于中国，亦称为天灯、明灯等，顾名思义，它是要放在天空中升空的。孔明灯的组成非常简单，它主要由黏纸、金属丝、蜡烛、木柄和纸张等几个部分组成。它的外型是个特别的球形，而且非常轻便，是我们经常看到和使用的玩具，然而，关于孔明灯的物理原理你是否有了解过呢？下面，我们就来探究一下孔明灯的背后物理原理。
孔明灯的制作原理引发的物理反应
孔明灯的制作工艺虽然简单，但背后却隐藏着一系列的物理过程。制作孔明灯的主要材料是薄纸张和金属丝。表面上看，孔明灯的原理就只是把蜡烛放在木柄上，然后再把贴在金属丝上的纸球点燃，这样孔明灯就可以在空气中飘起来，看上去每个孔明灯都是由空气在内部升起而上升的。在孔明灯升起的过程中，其实化学与物理反应已在背景中默默地发生。
当火焰接触到孔明灯纸张表面上的小孔时，会引起一连串的物理与化学反应。首先，这个孔起初是一个非常小的微型洞，在它周围的纸张上会出现局部的强烈吸热反应。随着孔口渐渐扩张，这种反应也会更加剧烈地发生，而且孔口越大，产生的反应越强烈。最后，在这个小孔周围的纸张已经部分被燃烧成记号性的穿孔，从而允许孔明灯跑出一部分逃生的气体成分。这种气体成分主要是加热而释放的水蒸气、氧气和二氧化碳。
孔明灯的热学原理
孔明灯的热学原理同样具有重要的意义。孔明灯的纸张表面仅仅被点燃了好几秒钟，纸张表面温度会在极短的时间内升高很多。最终，温度会靠近纸张表面的水分子、极性分子、阳离子和阴离子，从而导致样品分子的形态和结构发生变化。这种物理变化，也间接促进了孔明灯所释放出的气体逃逸，能够在空气中升起。
孔明灯升空的原理
孔明灯升到空中的原理，也可以看做是孔明灯内部的物理反应。当孔明灯开始运作时，它会自动形成一个气体袋，使其在气流中上升。仔细观察会发现，孔明灯的外形像个小球，当蜡烛正在燃烧时，孔明灯内部会产生一些热气。因此，在形成上升气流的情况下，由于体积和空气密度不同，孔明灯的水平运动受到的阻力要比垂直向上移动小。这就是孔明灯可以顺着气流上升的原理。 总之，关于孔明灯升空的原理，也是由物理原理引发了复杂的响应。现在，我们已经了解孔明灯的制作、物理和热学原理、升空等方面的知识。这一切，再次证明了物理原理在日常生活中时刻与我们随处可见。
