Как Работи Огънят

{h1}

Малко неща са причинили толкова вреда на човечеството, колкото огънят, а малко неща са донесли толкова много полза. Разберете откъде идва огънят и вижте защо се държи така, както го прави. Отговорите може да ви изненадат!

Огънят може да унищожи вашата къща и цялото ви притежание за по-малко от час и може да намали цяла гора до купчина пепел и овъглена дървесина. Освен това е ужасяващо оръжие, с почти неограничена разрушителна сила. Огънят убива повече хора всяка година, отколкото всяка друга сила на природата.

-Но в същото време огънят е изключително полезен. Той даде на хората първата форма на преносима светлина и топлина. Освен това ни даде възможност да готвим храна, да ковим метални инструменти, да формираме керамика, да втвърдяваме тухли и да задвижваме електроцентрали. Малко са нещата, които са причинили толкова много вреда на човечеството, колкото огънят, и малко неща, които са направили толкова много полза. Това със сигурност е една от най-важните сили в човешката история. Но какво точно е това?

Древните гърци считали огъня за един от основните елементи във Вселената, наред с водата, земята и въздуха. Това групиране има интуитивен смисъл: Можете да почувствате огън, точно както можете да усетите земята, водата и въздуха. Можете също да го видите и да го помиришете, и можете да го преместите от място на място.

Но огънят наистина е нещо съвсем различно. Земята, водата и въздухът са всички форми на материята - те са съставени от милиони и милиони атоми, събрани заедно. Огънят изобщо няма значение. Това е видим, осезаем страничен ефект на материята промяна на формата - това е една част от a химическа реакция.

Ще разгледаме как тази реакция създава топлина и светлина след това.

Какво е огън?

Какви точно са оранжевите пламъци?

Какви точно са оранжевите пламъци?

Обикновено огънят идва от химическа реакция между кислород в атмосферата и някакъв вид гориво (например дърва или бензин). Разбира се, дървото и бензинът не се запалват спонтанно само защото са заобиколени от кислород. За да се случи реакцията на горене, трябва да нагреете горивото до него температура на запалване.

Ето последователността на събитията при типичен дървесен огън:

Нещо загрява дървесината до много висока температура. Топлината може да идва от много различни неща - кибрит, фокусирана светлина, триене, мълния, нещо друго, което вече гори...

Когато дървеното вещество достигне около 300 градуса по Фаренхайт (150 градуса по Целзий), топлината разгражда част от целулозния материал, който представлява дървесината.

Част от разложения материал се отделя като летливи газове. Ние познаваме тези газове като дим. Димът е съединения на водород, въглерод и кислород. Останалата част от материалните форми овъглявам, което е почти чист въглерод, и пепел, който представлява всички неизгорими минерали в дървесината (калций, калий и т.н.). Характеристиката е това, което купувате, когато купувате дървени въглища. Дървеният въглен е дърво, което се нагрява, за да отстрани почти всички летливи газове и да остави след себе си въглерод. Ето защо огън с дървени въглища гори без дим.

След това действителното изгаряне на дърва става в две отделни реакции:

Как работи огънят: топлина

Как работи огънят: огънят

  • Когато летливите газове са достатъчно горещи (около 500 градуса F (260 градуса С) за дървесината), молекулите на съединението се разпадат и атомите се рекомбинират с кислорода, за да образуват вода, въглероден диоксид и други продукти. С други думи, те горя.
  • Въглеродът в червата също се комбинира с кислород и това е много по-бавна реакция. Ето защо въгленът в барбекю може да остане горещ за дълго време.

Страничен ефект от тези химични реакции е много топлина. Фактът, че химическите реакции при пожар генерират много нова топлина, е това, което поддържа огъня. Много горива изгарят в една стъпка. Бензинът е добър пример. Топлината изпарява бензина и всичко гори като летлив газ. Няма чар. Хората също са научили как да измерват горивото и да контролират пожар. Свещта е инструмент за бавно изпаряване и изгаряне на восък.

Докато се нагряват, нарастващите въглеродни атоми (както и атомите на друг материал) излъчват светлина. Този ефект "топлина произвежда светлина" се нарича нажежаема жичка и това е един и същ вид, който създава светлина в крушка. Именно това причинява видимото пламък, Цветът на пламъка варира в зависимост от това какво гориш и колко е горещо. Разликата в цвета на пламъка се причинява от неравномерна температура. Обикновено най-горещата част на пламъка - основата - свети синьо, а по-хладните части в горната част светят оранжево или жълто.

В допълнение към излъчването на светлина, нарастващите въглеродни частици могат да се събират на околните повърхности като сажди.

Как работи огънят: кислород

Огънят образува сфера в микрогравитацията.

Опасното за химичните реакции при пожар е фактът, че те са самовъзпроизвеждащият, Самата топлина на пламъка поддържа горивото при температура на запалване, така че продължава да гори, стига да има гориво и кислород около него. Пламъкът загрява всяко околно гориво, така че отделя и газове. Когато пламъкът запали газовете, огънят се разпространява.

На Земята гравитацията определя как пламъкът гори. Всички горещи газове в пламъка са много по-горещи (и по-малко плътни) от околния въздух, така че те се движат нагоре към по-ниско налягане. Ето защо огънят обикновено се разпространява нагоре, а също така и пламъците винаги са "насочени" в горната част. Ако трябваше да запалите огън в среда на микрогравитация, да речем на борда на космическата совалка, тя ще образува сфера!

Променливи на пожар

В последния раздел видяхме, че пожарът е резултат от химическа реакция между два газа, обикновено кислород и горивен газ. Горивният газ се създава чрез топлина. С други думи, с топлина, осигуряваща необходимата енергия, атомите в едно газообразно съединение разбиват връзките си помежду си и рекомбинират с наличните кислородни атоми във въздуха, за да образуват нови съединения плюс много повече топлина.

Само някои съединения лесно ще се разпаднат и рекомбинират по този начин - различните атоми трябва да бъдат привлечени един към друг по правилния начин. Например, когато кипнете вода, тя приема газообразната форма на пара, но този газ не реагира с кислорода във въздуха. Няма достатъчно силно привличане между двата водородни атома и един кислороден атом във водна молекула и двата кислородни атома в молекулата на кислорода, така че водното съединение да не се разпада и да не се рекомбинира.

Съдържат най-запалимите съединения въглероден и водород, които се рекомбинират с кислород сравнително лесно за образуване на въглероден диоксид, вода и други газове.

Различни запалими горива се запалват при различни температури. Необходимо е определено количество топлинна енергия, за да промените всеки конкретен материал в газ и още повече топлинна енергия, за да предизвика реакцията с кислород. Необходимото ниво на топлина варира в зависимост от естеството на молекулите, които съставляват горивото. Едно гориво температура на пилотно запалване е нивото на топлина, необходимо за образуване на газ, който ще се запали при излагане на искра. В непилотирана температура на запалване, което е много по-високо, горивото се запалва без искра.

Горивото размер влияе и на това колко лесно ще се запали. По-голямото гориво, като например гъсто дърво, може да абсорбира много топлина, така че е необходимо много повече енергия, за да се вдигне всяко конкретно парче до температурата на запалване. Клечка за зъби се запалва по-лесно, защото се загрява много бързо.

Едно гориво производство на топлина зависи от това колко енергия отделят газовете при реакцията на горене и колко бързо горивото гори. И двата фактора до голяма степен зависят от състава на горивото. Някои съединения реагират с кислорода по такъв начин, че остава много „допълнителна топлинна енергия“. Други излъчват по-малко количество енергия. По подобен начин реакцията на горивото с кислород може да се случи много бързо или може да се случи по-бавно.

Горивото форма също влияе върху скоростта на изгаряне. Тънки парчета гориво изгарят по-бързо от по-големите парчета, защото по-голяма част от масата им е изложена на кислород във всеки момент. Например, бихте могли да изгорите купчина дървесни трески или хартия много по-бързо, отколкото бихте могли да направите дървен блок със същата маса, защото цепените и хартията имат много по-голяма площ.

По този начин пожарите от различни горива са като различни видове животни - всички те се държат малко по-различно. Експертите често могат да разберат как е започнал пожар, като наблюдават как е засегнал околните райони. Пожар от бързо горящо гориво, което произвежда много топлина, ще нанесе различен вид вреда от бавно горящия, с ниска топлина огън.

За много повече информация за науката за огъня, вижте връзките на следващата страница.


Видео Добавка: Продължава борбата с огъня над Кресна.




Изследване


Корали, Движещи Се На Север, За Да Избягат От Затоплянето
Корали, Движещи Се На Север, За Да Избягат От Затоплянето

Най-Старото Доказателство За Живота, Намерено В Скали На 3,95 Милиарда Години
Най-Старото Доказателство За Живота, Намерено В Скали На 3,95 Милиарда Години

Наука Новини


Трябва Ли Кърмещите Жени Наистина Да Пият Гинес?
Трябва Ли Кърмещите Жени Наистина Да Пият Гинес?

Ураганът Майкъл Е Официално По-Мощен От Урагана Катрина
Ураганът Майкъл Е Официално По-Мощен От Урагана Катрина

За Какво Се Използва Втечнен Природен Газ?
За Какво Се Използва Втечнен Природен Газ?

Как Дроните Променят Селското Стопанство?
Как Дроните Променят Селското Стопанство?

Приложението Може Да Бъде Свързано С Болестта На Паркинсон. Но Не Бягайте И Не Се Занимавайте С Хирургия.
Приложението Може Да Бъде Свързано С Болестта На Паркинсон. Но Не Бягайте И Не Се Занимавайте С Хирургия.


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2020 BG.WordsSideKick.com