隨著黑夜的變長，北半球已悄然進入了冬季，我國北方局部地區已經開始了集中供暖！但小時候在冬天我們應該有燒炕或者在火爐裏燒煤取暖的經歷吧！那麼你有沒有註意到這樣的現象「往爐子裏加的燃料越多，燃燒的時間越短?」,這有點違反直覺，不應該是燃料越多，燃燒的時間越長嗎？
這個現象我是深有體會，小時候有時一個人在家，就要照看好爐子不能讓火滅了。由於沒有經驗，每次填的煤特別多，發現煤填的越多越不經燒，爐子也特別旺，所以就不停的加煤，一天下來的燒煤量能頂我媽兩三天的量！所以燃料越多，燃燒時間越短這確實是個事實，但這是為什麼呢？今天就說下這個問題。
生活中的一些實例先設想一個場景，我們在野外露營，那生火肯定是必須。我們先在火堆上放一大塊木頭，木頭會自動著火燃燒。根據木頭的大小，我們可以合理地預計出這塊木頭應該能燒個一到兩個小時，因為比較大塊的木頭接觸火的面積少，耐燒一點！但是如果我們把兩個或更多相似大小的木頭同時放入火裏呢？會發生什麼？
火焰會更加明亮、溫度更高，木頭燃燒得也更快，我們只能不斷地添加柴火！如果你對這個沒有印象，那相信你小時候幹過這樣的事，看下圖，把兩根蠟燭靠在一起，讓兩個火焰合並，兩根蠟燭會迅速的消耗。（不會只有我這麼做過吧！）
一根單獨點燃的蠟燭或者兩根分開燃燒的蠟燭，每根蠟燭都會發生一系列簡單的由熱催化的化學反應。下面我們分三個步驟來說說這些化學反應。
1、焰心首先烴基燃料，碳原子分子鏈（帶有氫原子）被分解成更小的鏈，最終是二聚體和單體。在這個過程中實際上是一個吸熱的過程， 這就是為什麼我們經常說焰心的溫度最低，也就是燃料源的溫度不是火中最熱的部分！
2、內焰和外焰接下來，這些小分子鏈從燃料源向更高的溫度移動時，會遇到高度反應性的氧分子。反應過程很簡單：碳氫化合物與氧氣結合在內焰部分會產生中間產物一氧化碳和自由基，在外焰部分最終充分燃燒生成水和二氧化碳。外焰反應過程會釋放能量（放熱），也是火焰最亮和最熱的部分。
3、煙塵最後，對火焰溫度貢獻最大的部分就是煙塵。我們經常會認為所看到的亮黃色火焰僅僅是熾熱的電離等離子體發光的結果。其實不完全是，還有煙塵！煙塵分子相當復雜，在很多情況下由一百多萬個原子組成。如果反應的溫度足夠高，1200攝氏度或更高的溫度，煙塵就會把熱能轉化成可見光，此可見光的波長正是黃色。順便說一下，上圖中我們會註意到，如果我們用強光照射火焰就會產生陰影（右上角），這就是因為有煙塵的存在！
還記得我們用蠟燭燒東西嗎？這事我們幾乎都幹過，燒完以後我們就會看到在物體表面會產生一層黑色的煙塵，這是因為物體在吸熱，溫度的降低會導致燃燒不充分產生大量的煙塵。沒有明火，燃燒不充分的火堆跟這個道理一樣。（上圖左）如果在氧氣充足、溫度超過1000°C的情況下，煙塵就會燃燒充分轉化為可見光。對於任何一種火焰，工作原理都是一樣的。
那麼為什麼把兩根蠟燭的火焰合並在一起，或者在一堆火上加上額外的木頭會使燃燒過程加快呢?因為火焰燃燒速度的限制因素（燃燒的反應速率），通常不是可用燃料的數量，也不是可用氧氣的數量。相反，決定燃燒速率的因素是這個區域的體積內有多少能量/溫度使燃燒發生，以及燃燒在這個區域進行的有多快。
燃燒一個自我維持的過程，燃燒速度越快，達到的溫度就越高，因此進一步反應的效率和速度就越快！因此，如果我們把兩根蠟燭放在一起，火焰的溫度會更高，燃燒燃料的速度也會更快，比單獨燃燒單根蠟燭要快很多。如果我們在火上放兩倍的木頭（不受氧氣限制），會達到更高的溫度，增加燃燒木頭中的燃料的反應速度，更快地燃燒完整個供給。如果我們把兩倍的煤扔進火爐裏，就會產生兩倍以上的能量，燃料很快就會被耗盡。
這就是為什麼在一場肆虐的野火中，數萬畝的林地可以在幾天內被完全摧毀。提高溫度和反應速率，反應就會更快地完成。
總結：燃料越多，燃燒時間越短，這適用於任何反應不僅僅是化學反應，所有反應都會產生同樣的效果。在任何反應中，能量是自我維持反應的催化劑，無論是增加更多的能量還是引入更多的反應物，都會幫助反應更快地完成。這也包括我們天空的恒星！
像我們太陽這樣的G型恒星，其核心溫度達到了1500萬開爾文，並將在大約120億年內耗盡其所有的核燃料。但是一顆只有太陽質量8%的m型恒星，核心溫度雖然只有400萬開爾文，但依然在核心進行著核聚變，而且速度非常緩慢，像這樣的恒星比太陽要長壽1000倍，但它們的燃料只有太陽燃料的8% ！
相反，有些恒星的質量是太陽質量的幾十倍甚至幾百倍，盡管它們擁有更多的燃料，但其中質量最大的恒星的壽命卻不到太陽的0.01%。對於恒星來說，燃料增加兩倍，壽命就會縮短八分之一，這也說明化學反應在核聚變面前真的微不足道。
這就是為什麼燃料越多，燃燒的時間越短，這適用於宇宙中的任何反應。很違反直覺，但這確是事實，下次我們在家裏照看爐子的時候，就記住這點：你填進去的煤越少，燒的越慢！
關於恒星聚變和演化的更多細節，大家可以通過頭條APP搜索欄目搜索「恒星的演化過程！」裏面有很多詳細的解釋。