Пламя. Оно создает основу для комфортной жизни в тепле и уюте, позволяет нам готовить потрясающе вкусную и разнообразную пищу, и зачаровывает взгляды своей необъяснимо притягательной красотой. Но мы часто воспринимаем огонь как данность, и не задумываемся, что же это на самом деле такое, и как оно работает.
На самом деле, механизм работы огня довольно прост, хоть в некоторых местах и не совсем очевиден. Огонь рождается, когда топливо достигает температуры возгорания и начинает выделять газы (если оно еще не является газообразным), которые уже и горят, представляясь в привычном глазу человека виде пламени. Но не все так просто.
Важнейший компонент этого процесса — кислород. Под влиянием повышенной температуры он начинает химическую реакцию с летучими газами, выделяемыми топливом, в результате которой происходит выброс тепловой энергии. Это вызывает усиление выделения газов у текущего топлива, а также увеличивает температуру соседних веществ, тем самым запуская цепную реакцию. Доступность кислорода определяет температуру пламени и, при прочих равных, его цвет (в бытовых случаях желтый — мало кислорода, синий — много).
Другой важнейший компонент процесса горения — углерод. Он содержится в знакомом нам дереве, нефти и многих других материалах. В случае, когда в реакции участвуют только углерод и кислород в большом количестве, а других элементов помимо углерода нет, в результате химической реакции получается углекислый газ (CO2). Интересно, что при этом не выделяется дым — дымовой эффект возникает только в случае, когда огню для полного горения не хватает кислорода или есть дополнительные невозгораемые примеси. Тогда образуется смог — остатки углерода, зола — несгораемые минералы и соли, и разнообразные газы, которые обычно вредны для здоровья человека (например, монооксид углерода).
Примечательно, что вода всегда считалась главной противоположностью огню, что частично верно, так как вода не только мешает его появлению, когда присутствует в топливе, но также может и тушить огонь, уменьшая температуру самого топлива. Тем не менее, этот практический факт не меняет того, что сам огонь производит воду в парообразном состоянии. Это достигается соединением молекул кислорода и водорода, который выделяется из большого количества топлива. Поэтому и пламя костров, и выхлоп машин, в части своей содержит воду.
Пожалуй, самым неочевидным является ответ на вопрос, где же пламя самое горячее: внизу или вверху. Это особо интересно для людей, которые имели удовольствие разводить костры и хотят узнать, как лучше это сделать. Ответ здесь двоякий: пламя самое горячее внизу, у источника огня, не совсем вплотную. Но это не значит, что подкладывание дров к основанию ускорит их возгорание. В верхней части пламени температура меньше, но наблюдается больший поток горящих газов, что обеспечивает лучшую обтекаемость поверхности топлива. В то время как помещение топлива вниз, к источнику огня, может помешать поступлению кислорода и понизить температуру источника газов, а также это положение обеспечивает доступ газов только к части поверхности топлива. Таким образом, оптимальным вариантом в большинстве случаев далее
Понравилась статья? Ставьте лайки! И подписывайтесь на наш журнал «ХИМАГРЕГАТЫ» в Яндекс ДЗЕН, чтобы получать познавательные статьи у себя в ленте!