اللهب هو نتاج تفاعل قوي طارد للحرارة(مثال, الاحتراق وتفاعل الأكسدة الذاتي) وبمعنى آخر اللهب هو الجانب المرئي من النار, لون وحرارة اللهب يعتمد على نوع الوقود الذي يغذي عملية الإحتراق, وكمثال عندما نشعل الشمعة فإن الحرارة تجعل جزيئات الوقود التي بالفتيلة تتبخر وبتلك اللحظة فإنها تتفاعل مع الأكسجين بالهواء مما ينطلق معا حرارة كافية للمراحل التالية لتفاعل طارد الحرارة لتبخير وقود أكثر هنا سيولد لهب منسجم. حرارة اللهب العالية ستكسر جزيئات الوقود المتبخرة مشكلا نواتج متعددة من عمليات الإحتراق الغير كاملة والجذور الحرة(الجزيئات والالكترونات والذرات) وهذه النواتج ستتعامل مع العامل المؤكسد بالتفاعل. طاقة كافية باللهب ستهيج الإلكترونات بالنواتج ماقبل الإحتراق مما ينتج ظهور الضوء المرئي(انظر صورة الطيف المرئي ولاحظ ماهية الأصول الحرة التي تنتج اللون الخاص بها), وكلما زادت درجة حرارة الإحتراق باللهب مما يرفع معدل الطاقة بالإشعاع الكهرومغناطيسي بالانطلاق بواسطة اللهب. هناك مؤكسدات أخرى غير الأكسجين بإمكانها انتاج اللهب, احتراق الهيدروجين مع الكلور ينتج لهب ويطلق غاز كلوريد الهيدروجين كناتج من عملية الإحتراق. هناك مجاميع كيميائية مثل الهيدرازين ورباعي أكسيد النتروجين وهو عامل مؤكسد قوي وتلقائي الاشتعال ويستخدم بمحركات الصواريخ.
اللهب أو على الأقل جزء منها يعتبر نوع من البلازما جزئية أو غاز متأين, ولكن بشكل عام يعتبر اللهب هو عامل طرد الحرارة الكيميائي بوجود حرارة كافية لإظهار الضوء المرئي. مركز المكان محاط بتفاعل شديد (وليس بالضرورة أن يكون مشتركا بالتفاعل نفسه) مما يعتبر أنه جزء من التفاعل اللهب. هناك عدة طرق لتوزيع المواد المطلوبة للاحتراق إلى اللهب. في حالة نظام انتشار اللهب فإن الأكسجين يختلط مع الوقود في وجود اللهب. أو بنظام اللهب الممزوج ( وهو اختلاط الأكسجين مع الوقود قبل الوصول إلى اللهب) مما ينتج شكل آخر من اللهب, لهب الشموع (نظام انتشار اللهب) يعمل خلال تبخير الوقود الذي يظهر في خط انسيابي من الغاز الساخن ويختلط مع الأكسجين المحيط به مما يشعله.
ألوان اللهب
لون اللهب يعتمد على عدة عوامل الأهم عادة هو إشعاع الجسم المظلم وانبعاث نطاق الطيف, مع كل من انبعاث خط الطيف وامتصاصه يأخذ دورا صغير. أشهر نوع من اللهب هو لهب الهيدروكربون أو الفحم, وأهم عامل يحدد لون الشعلة هو الأكسجين المغذي ونطاق أكسجين الوقود(ماقبل الاختلاط) والذي يحدد معدل الإحتراق وأيضا الحرارة وطرق التفاعل, وبذلك ينتج درجات مختلفة من الألوان. بالمختبر وتحت جاذبية طبيعية وبقرب من صمام أكسجين, حراق البنزين يحترق بلهب أصفر( ويسمى شعلة الأمان) بدرجة تعادل 1000مئوي. ستكون وهج من جزيئات التلوث البسيطة جدا الناتجة من الشعلة. عندما نزيد الأكسجين بالشعلة سينتج كمية أقل من السخام المشع للجسم المظلم واحتراق أكثر تكاملا والتفاعل ينتج طاقة كافية لاستثارة وتأيين جزيئات الغاز باللهب مما يسبب ظهور الشكل الأزرق, طيف شعلة غاز البيوتان (احتراق كامل).
يظهر اللون الأزرق يرتفع خصوصا خلال انبعاث أصول الجزيئات المهيجة بالشعلة, والذي يظهر أكثر الإضاءة (التي أقل من ~565 نانومتر) بالمناطق الأزرق والأخضر بالطيف المرئي. درجة الحرارة بالشعلة عموما مثل شعلة اللحيم يكون 1,300 مئوي, والشمعة 1,400 مئوي ، أو حتى الأسخن وهو احتراق أكسجين اللحيم 3,000 مئوي. (الصورة تحت) تعطي أشكال مختلفة من شعلات حراق البنزين كل حسب إمداد الأكسجين لها. باليسار مليء بخليط بالوقود ولم يختلط بالأكسجين قبل الاشتعال مما ينتج انتشار فضلات لهب صفراء, وباليمين الضعيف جدا وقد اختلط جيدا بالأكسجين قبل الإحتراق ولا توجد فضلات لهب, ولونه مكون بواسطة الجزيئات الأساسية لانبعاث الحزمة.
بشكل عام أبرد جزء باللهب (في حالة احتراق غير مكتمل) هو اللون الأحمر, متحولا إلى البرتقالي والأصفر والأبيض والحرارة تزداد بوضوح مع التغيير في طيف إشعاع الجسم الأسود.
بالنسبة لمنطقة الشعلة الأقرب إلى الأبيض يكون الجزء الأكثر حرارة, أما الشعلة الزرقاء تنشأ فقط عندما تنقص كمية اللهب (السخام) وانبعاثات الزرقاء من الجزيئات الأصلية المستثارة تكون المهيمنة..
تأثير انعدام الجاذبية على اللهب
وكالة ناسا اكتشفت مؤخرا أن الجاذبية تلعب دورا غير مباشر بعملية تشكيل الشعلة والاحتراق. توزيع النار بالشعلة تحت الجاذبية الطبيعية يعتمد على الحمل التصاعدي (انتقال الحرارة رأسيا), ميل السخام أو اللهب يميل باتجاه عمودي على الشعلة (مثال لهب الشموع يكون رأسيا بالحالة الطبيعية) وتكون ذا لون أصفر.. ولكن عند انعدام الجاذبية أو شبه معدومة كما بالفضاء الخارجي لن يكون هناك حمل تصاعدي واللهب سيكون دائريا مع الميل للون الأزرق وذو فاعلية أكبر, هناك تفاسير عديدة لهذا الاختلاف, وأقرب فرضية تقول بأن الحرارة موزعة بشكل كاف بدرجة أن البقايا (اللهب) ليست متكونة وحصول الإحتراق الكامل.
الاختبارات بوكالة ناسا أظهرت بأن الإحتراق بطريقة انتشار اللهب في حالة انعدام الجاذبية تسمح لسخام اللهب بأن يتأكسد بالكامل أكثر من حالة الجاذبية, والسبب هو: سلسلة من التصرفات الميكانيكية بحالة انعدام الجاذبية والتي تختلف عنها بحالة وجود الجاذبية. هذه الإكتشافات لها استخدامات محتملة بالعلوم التطبيقية والصناعات خاصة ما يتعلق بكفاءة الوقود.