Cum Funcționează Focul

{h1}

Puține lucruri au făcut la fel de mult rău umanității ca focul, iar puține lucruri au făcut la fel de bine. Află de unde provine focul și vezi de ce se comportă așa cum o face. Răspunsurile s-ar putea să vă surprindă!

Focul îți poate distruge casa și toate proprietățile în mai puțin de o oră și poate reduce întreaga pădure la o grămadă de cenușă și lemn carbonizat. Este, de asemenea, o armă terifiantă, cu o putere distructivă aproape nelimitată. Focul omoară mai mulți oameni în fiecare an decât orice altă forță a naturii.

-Dar în același timp, focul este extraordinar de util. Aceasta a oferit oamenilor prima formă de lumină și căldură portabilă. De asemenea, ne-a oferit capacitatea de a găti mâncare, de a forja unelte metalice, de a forma olărit, de a împietri cărămizile și de a conduce centrale electrice. Există puține lucruri care au făcut la fel de mult rău umanității ca focul și puține lucruri care au făcut la fel de bine. Este cu siguranță una dintre cele mai importante forțe din istoria umană. Dar ce este, mai exact?

Grecii antici considerau focul unul dintre elementele majore din univers, alături de apă, pământ și aer. Această grupare are sens intuitiv: Puteți simți foc, la fel cum puteți simți pământ, apă și aer. O puteți vedea și mirosi și o puteți muta dintr-un loc în altul.

Dar focul este cu adevărat ceva complet diferit. Pământul, apa și aerul sunt toate formele de materie - sunt formate din milioane și milioane de atomi colectați împreună. Focul nu contează deloc. Este un efect secundar vizibil, tangibil al materiei schimbarea formei - este o parte a reactie chimica.

Vom analiza cum reacția respectivă creează căldură și lumină în continuare.

Ce este focul?

Care sunt exact acele flăcări portocalii?

Care sunt exact acele flăcări portocalii?

De obicei, focul provine dintr-o reacție chimică între oxigen în atmosferă și un fel de combustibil (lemn sau benzină, de exemplu). Desigur, lemnul și benzina nu iau foc spontan doar pentru că sunt înconjurate de oxigen. Pentru ca reacția de ardere să se întâmple, trebuie să încălziți combustibilul până la acesta temperatura de aprindere.

Iată succesiunea evenimentelor dintr-un foc tipic din lemn:

Ceva încălzește lemnul la o temperatură foarte ridicată. Căldura poate proveni din multe lucruri diferite - o potrivire, lumină focalizată, frecare, fulgere, altceva care deja arde...

Când lemnul atinge aproximativ 300 de grade Fahrenheit (150 de grade Celsius), căldura descompune o parte din materialul celulozic care formează lemnul.

O parte din materialul descompus este eliberat sub formă de gaze volatile. Știm că aceste gaze sunt fum. Fumul este compus din hidrogen, carbon și oxigen. Restul formelor materiale carboniza, care este un carbon aproape pur și frasin, care sunt toate mineralele nebrăcătoare din lemn (calciu, potasiu și așa mai departe). Char este ceea ce cumpărați atunci când cumpărați cărbune. Cărbunele de lemn este lemnul care a fost încălzit pentru a elimina aproape toate gazele volatile și a lăsa în urmă carbonul. De aceea, un foc de cărbune arde fără fum.

Arsura reală a lemnului se produce apoi în două reacții separate:

Cum funcționează focul: căldură

Cum funcționează focul: căldură

  • Când gazele volatile sunt suficient de fierbinți (aproximativ 500 de grade F (260 grade C) pentru lemn), moleculele compuse se despart, iar atomii se recombină cu oxigenul pentru a forma apă, dioxid de carbon și alte produse. Cu alte cuvinte, ei a arde.
  • Carbonul din char se combină și cu oxigenul, iar aceasta este o reacție mult mai lentă. De aceea, cărbunele dintr-un grătar poate rămâne fierbinte mult timp.

Un efect secundar al acestor reacții chimice este căldura. Faptul că reacțiile chimice la un incendiu generează multă căldură nouă este ceea ce susține focul. Mulți combustibili ard într-un pas. Benzina este un exemplu bun. Căldura vaporizează benzina și totul arde ca un gaz volatil. Nu există nici o șarjă. Oamenii au învățat, de asemenea, cum să contorizeze combustibilul și să controleze un incendiu. O lumânare este un instrument pentru vaporizarea lentă și arderea ceară.

Pe măsură ce se încălzesc, atomii de carbon în creștere (precum și atomii din alt material) emit lumină. Acest efect „căldură produce lumină” se numește incandescență și este același fel de lucru care creează lumină într-un bec. Este ceea ce provoacă vizibilul flacără. Culoarea flăcării variază în funcție de ceea ce arzi și cât de cald este. Variația culorii într-o flacără este cauzată de temperatura inegală. De obicei, cea mai tare parte a unei flăcări - baza - strălucește albastru, iar părțile mai reci din partea superioară strălucesc portocaliu sau galben.

Pe lângă faptul că emite lumină, particulele de carbon în creștere se pot colecta pe suprafețele înconjurătoare funingine.

Cum funcționează focul: focul

Focul formează o sferă în microgravitate.

Lucrul periculos despre reacțiile chimice la foc este faptul că acestea sunt auto-perpetuare. Căldura flăcării în sine păstrează combustibilul la temperatura aprinderii, astfel încât acesta continuă să ardă atât timp cât există combustibil și oxigen în jurul său. Flacăra încălzește orice combustibil din jur, astfel încât să elibereze gaze. Când flacăra aprinde gazele, focul se răspândește.

Pe Pământ, gravitația determină modul în care arde flacăra. Toate gazele fierbinți din flacără sunt mult mai calde (și mai puțin dense) decât aerul din jur, astfel încât acestea se deplasează în sus spre presiune mai scăzută. Acesta este motivul pentru care focul se răspândește de obicei în sus și, de asemenea, este motivul pentru care flăcările sunt întotdeauna „îndreptate” în partea de sus. Dacă ar fi aprins un foc într-un mediu de microgravitate, spuneți la bordul navetei spațiale, ar forma o sferă!

Variabile de foc

În ultima secțiune, am văzut că focul este rezultatul unei reacții chimice între două gaze, de obicei oxigen și un gaz combustibil. Gazul combustibil este creat prin căldură. Cu alte cuvinte, cu căldura furnizând energia necesară, atomii dintr-un compus gazos își rup legăturile unul cu celălalt și se recombină cu atomi de oxigen disponibili în aer pentru a forma noi compuși și mult mai multă căldură.

Doar unii compuși se vor despărți și se vor recombina în acest fel - diverșii atomi trebuie atrași unul de celălalt în mod corect. De exemplu, atunci când fierbeți apă, aceasta are forma gazoasă de aburi, dar acest gaz nu reacționează cu oxigenul din aer. Nu există o atracție suficient de puternică între cei doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen într-o moleculă de apă și cei doi atomi de oxigen într-o moleculă de oxigen, astfel încât compusul de apă nu se desparte și se recombină.

Compușii cei mai inflamabili conțin carbon și hidrogen, care se recombină cu oxigen relativ ușor pentru a forma dioxid de carbon, apă și alte gaze.

Diferenți combustibili inflamabili iau foc la temperaturi diferite. Este nevoie de o anumită cantitate de energie termică pentru a schimba orice material special într-un gaz și chiar mai multă energie termică pentru a declanșa reacția cu oxigenul. Nivelul necesar de căldură variază în funcție de natura moleculelor care alcătuiesc combustibilul. Un combustibil temperatura de aprindere pilotată este nivelul de căldură necesar pentru a forma un gaz care se va aprinde atunci când este expus la o scânteie. La temperatura de aprindere nepilotată, care este mult mai mare, combustibilul se aprinde fără scânteie.

Combustibilul mărimea de asemenea, afectează cât de ușor va lua foc. Un combustibil mai mare, cum ar fi un copac gros, poate absorbi multă căldură, astfel încât este nevoie de mult mai multă energie pentru a ridica orice piesă specială la temperatura de aprindere. O scobitoare ia foc mai ușor, deoarece se încălzește foarte repede.

Un combustibil producția de căldură depinde de câtă energie eliberează gazele în reacția de ardere și cât de repede arde combustibilul. Ambii factori depind în mare măsură de compoziția combustibilului. Unii compuși reacționează cu oxigenul astfel încât rămâne multă „energie termică suplimentară”. Alții emit o cantitate mai mică de energie. În mod similar, reacția combustibilului cu oxigenul se poate întâmpla foarte repede sau se poate întâmpla mai lent.

Combustibilul formă afectează, de asemenea, viteza de ardere. Bucățile subțiri de combustibil ard mai rapid decât bucățile mai mari, deoarece o proporție mai mare din masa lor este expusă oxigenului în orice moment. De exemplu, ai putea arde o grămadă de așchii de lemn sau hârtie mult mai rapid decât ai putea un bloc de lemn cu aceeași masă, deoarece așchii și hârtia au o suprafață mult mai mare.

În acest fel, incendiile provenite din combustibili diferiți sunt ca niște specii diferite de animale - toate se comportă puțin diferit. Experții își pot da seama adesea cum a început un incendiu observând cum a afectat zonele înconjurătoare. Un incendiu provenit de la un combustibil cu ardere rapidă care produce multă căldură va provoca un alt fel de daune decât un foc cu ardere lentă, cu căldură scăzută.

Pentru mai multe informații despre știința focului, consultați linkurile de pe pagina următoare.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Killer Impression: Orca Mimics 'Hello' Și 'Bye-Bye'
Killer Impression: Orca Mimics 'Hello' Și 'Bye-Bye'

Amprenta De Tiranosaur Găsită În Montana
Amprenta De Tiranosaur Găsită În Montana

De Ce Britanicii Și Americanii Vrăjesc Altfel Cuvintele?
De Ce Britanicii Și Americanii Vrăjesc Altfel Cuvintele?

Risc Mai Mare Cu Defecte De Naștere Cu Reproducere Asistată
Risc Mai Mare Cu Defecte De Naștere Cu Reproducere Asistată

Holograme De Tip „Războiul Stelelor” Aproape O Realitate
Holograme De Tip „Războiul Stelelor” Aproape O Realitate


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com