Пишу новый роман. Как раз в середине пути полыхнуло немного огня. Для одного эпизода пришлось изучить плавление и кипение аморфных тел, чтобы показать, как они могут себя повести, если не соблюдать технику безопасности. В романе речь идет конкретно о греющих свечах (парафин), но также это касается, например, разогретого масла или шоколада.
А теперь немного теории от консультанта, который пожелал остаться неизвестным.
Немного науки
Парафин – продукт переработки нефти. Близкий родственник бензина. Разница между ними в основном заключается в длине цепочек из атома углерода в молекулах. В бензине в среднем 7-8 атомов углерода, в парафинах 18-35. Молекулы парафина тяжелы как товарный состав. Их тяжело испарить, они очень неохотно переходят в газовую фазу. Для этого требуется температура выше 370 градусов Цельсия. Для сравнения, у бензина ходовых сортов температура кипения в интервале 80-100 градусов.
Однако, с тяжелыми молекулами происходит то же самое, что и товарным составом при попытке поднять его на воздух. Связи в цепочке рвутся, а мелкие осколки взмывают вверх намного более охотно. Иными словами, парафин при нагревании начинает разлагаться на легколетучие и горючие компоненты уже при 90 градусах Цельсия. На этом и основана работа свечки. Жидкий парафин разлагается на поверхности фитиля и питает пламя, которое, в свою очередь, поддерживает температуру, обеспечивающее плавление и разложение топлива. Возникает самоподдерживающийся процесс горения.
В отсутствии фитиля, имеющего большую поверхность, необходимую для эффективного разложения жидкого компонента в зоне горения, ничего не получится. Куском твердого парафина можно легко потушить спичку, зажигалку или любой другой небольшой и не слишком горячий источник пламени. Можно, хотя и более рискованно, тушить спички и в холодном керосине либо дизельном топливе. Если нет условий для образования паров и термического разложения с образованием летучих соединений – возгорание таких жидкостей практически невозможно. Ситуация будет похожа на попытку разжечь костер из сырых дров.
Немного практики
Теперь мы готовы рассмотреть случай с кастрюлей расплавленного парафина на плите. Температура в ней рано или поздно поднимется выше 90 градусов, что приведет к активному выделению легколетучих огнеопасных продуктов распада, когда их концентрация в окружающем воздухе будет достаточно велика произойдет возгорание. Температура, при которой это произойдет, называется температурой вспышки. У парафинов она в районе 200-250 по Цельсию. До кипения при этом еще очень далеко! Тип плиты при этом не имеет решающего значения, главное, чтобы в зоне доступа была достигнута температура выше температуры вспышки.
Итак, мы увидели пламя, в воздухе вокруг нашей кастрюли. Все, что нужно в этом случае сделать – это убрать нагрев и накрыть ее металлической крышкой. Пламя тут же погаснет.
Однако, люди раз за разом повторяют роковую ошибку. Пытаются потушить посудину, нагретую до 200 градусов или даже больше, водой. Вода, вступив в контакт с нагретой поверхностью, мгновенно превращается в пар. Стремительный поток пара срабатывает как сжатый газ в аэрозольном баллончике. В результате весь нагретый до 200+ градусов парафин за доли секунды превращается в мелкий туман – аэрозоль. Остыть он при этом не успевает. На охлаждение требуется значительное время! Поверхность капелек аэрозоля огромна и это меняет всю ситуацию. Процесс горения теперь возникает сразу во всем объеме поднятого в воздух вещества.
Выглядит это как мгновенная чудовищная вспышка. Последствия у нее соответствующие. Расплескавшийся вокруг горящий парафин оседает и начитает работать как настоящая напалмовая бомба, создавая идеальные условия для возгорания всего прилегающего пространства. Выглядит так:
Примерно это и проделывают мои десятиклассники в романе. К счастью, ни один десятиклассник не пострадал.
Строго говоря, это еще не настоящий взрыв, но мало никому не покажется. Кстати, зрелищные голливудские «взрывы» в кино как раз сделаны по похожей схеме, там распыляют и поджигают обычный бензин.
Кухонные секреты
Все перечисленное относится и к другим высококипящим органическим соединениям, таким как растительное или сливочное масло, даже шоколад. Всем любителям фритюра, плова и просто рассеянным хозяйкам, перегревающим масло, нужно знать и помнить об этом. Исключения есть и тут, но они приведут к более печальным последствиям. Некоторые органические соединения попросту не доживают до температуры кипения и претерпевают стремительное разложение всего наличествующего объема жидкости. Иными словами – происходит самый настоящий, неголливудский, взрыв.
Более печальные последствия могут быть, например, такими (внимание, ненормативная лексика):
Итог обсуждения: мы живем в мире, полном беспощадных чудовищ. О существовании большинства из них мы даже не подозреваем.
Серьезно! Даже не пытайтесь пробовать самостоятельно, лучше ролик с Ютуба посмотрите или киношку про Бонда.