Мало кто задумывается о том, что такое #огонь, воспринимая его за что-то само собой разумеющиеся. Знания о нем, для большинства людей, ограничивается пониманием, что он дает свет, тепло и при неаккуратном обращении с ним можно обжечься.
Огонь всегда сопровождал человечество, сначала вызывая первобытный страх, а потом, когда люди научились с ним обращаться, чувство защиты от диких животных и тепла. Возможно, кто-то знает, как приятно на сильном холоде погреться у костра и попить горячий чай.
Современные люди все реже и реже сталкиваются с ним, оно и не удивительно, ведь #дровяные печи заменили электрические или индукционные, лучины и свечи - #электрические лампочки. Тем не менее несмотря на все это, огонь пока на сегодня и в обозримом будущем остается основным источником энергии в Мире. Хотя многие страны все активнее используют "зеленые" источники.
Ученые характеризуют огонь как процесс горения или окисления, в результате которого излучается свет и тепло. С другой стороны, его можно охарактеризовать как низкотемпературную плазму, если сравнивать с температурами, присутствующими, например на нашем Солнце (порядка 1 500 000 К) или как совокупность раскаленных газов.
Для огня обязательно требуется три компонента:
- топливо (дерево, уголь, бумага и др.)
- окислитель (кислород, фтор, хлор и др.)
- высокая температуры для начала реакции
Без любого из этих компонентов процесс горения не возможен, например, если нагреть дерево без доступа кислорода, то получится древесный уголь, смола и ряд горючих и негорючих газов. Кстати, этот процесс широко используется в промышленности.
При горении выделяется целый ряд веществ и газов, но при этом не все успевают принять участие непосредственно в этом процессе. Очень часто можно наблюдать, над пламенем редкие всполохи огня, которые возникают когда какая-то часть горючего газа воспламеняется, но все же большая часть безвозвратно улетучивается. Именно поэтому в современных печах процесс горения проходит в несколько этапов, что позволяет повысить эффективность и снизить объем вредных выбросов.
Если взять для примера пламя свечи, то оно состоит из трех слоев. Внутри находится темное пространство, в котором горючий газ еще не доведен до температуры воспламенения или отрезан от притока кислорода. В среднем слое происходит неполное сгорание газа и раскаленные частицы углерода ярко светятся. Внешняя часть пламени самая горячая, именно в ней сгорает большая часть горючих веществ. Кстати, если над пламенем поместить край холодной тарелки, то можно увидеть следы сажи - чистого углерода.
Интересные факты:
- Воду можно тоже поджечь, но в атмосфере фтора и при горении выделяется кислород.
- Во пламени свечи ежесекундно появляются миллионы алмазных наночастиц, которые тут же сгорают превращаясь в углекислый газ. Еще при этом процессе образуются графит, фуллерены и аморфные частицы.
- Огонь подвержен силе гравитации и в невесомости он распространяется во все стороны сразу, а не вверх, как на Земле.
- Электромагнитное поле оказывает влияние на процесс горения, что может быть использовано в промышленности.
- Температура горения водорода в кислороде равна 3000 градусам Цельсия.
- Огонь можно разжечь без спичек и зажигалки с помощью трения, сверлением (для этого отлично подойдет лук с тетивой), высеканием (например, ударяя камни кварца или кремния друг о друга).