Огонь- это явление, на которое можно смотреть бесконечно. Костёр, камин, мангал использовали все и у всех остались приятные воспоминания. В быту и технике ежедневно и очень часто используется огонь. Как обычно, интерес вызывают процессы, происходящие в данном явлении .
В открытых источниках, информация сводится к описанию условий для появления огня. Топливо, окислитель и температура в необходимых количествах приводит к возникновению огня. Это верно, но очень скудно, мне всегда было интересно разобраться с естественными процессами, которые приводят к возникновению возгорания. Чуть большей информацией делятся туристы: они охотно рассказывают о способах как добыть огонь.
Способы получения огня, которыми делятся туристы, можно разделить на три группы -механический, химический и волновой. Механический самый распространенный. Химический это способ, которым наука описывает процесс горения. Волновой, пожалуй, самый интересный для понимания строения вещества.
О всем по порядку. Как уже упомянуто, процесс горения наукой относится к химическому процессу. Это процесс окисления, при котором возникает высокая температура и на этом, в общем-то все. Найти другое объяснение сложно, но мне удалось. В книгах конца девятнадцатого века процесс горения характеризуется, как электромагнитный. И это ближе к теме, так как температура- это качественная характеристика магнитных свойств вещества.
Механический способ.
Механический способ самый распространенный и знаком каждому, например, обычная зажигалка. Одним твердым предметом бьют по другому твердому предмету и от того откалываются небольшие крупинки, при этом мы видим искры. Искры- это ни что иное, как электрическая дуга. Как уже рассмотрели в предыдущих статьях, электрический разряд приводит к появлению магнитного потенциала и чем сильнее электрический разряд ,тем больше магнитный потенциал. В данном случае электрический разряд очень мал и как следствие магнитный потенциал частицы, находящейся на поверхности отколотой крупинки, так же очень мал. И, как мы уже знаем, чем меньше магнитный потенциал частицы, тем больше её геометрический размер. Частицы, находящиеся на поверхности отколотой крупинки, увеличивается в размерах и когда этот размер становится достаточно большим, происходит отрыв частицы от массива себе подобных, при этом происходит электрический разряд. Магнитный потенциал частиц поверхностного слоя на крупинке так же становится очень малым и, как следствие, они также увеличивают свой геометрический размер. Подобный процесс последовательно длится какое то время, поэтому отделившиеся крупинки продолжают искрить. Далее. Искрящаяся крупинка попадает на поверхность топлива. Отделившиеся от крупинки частицы контачат с частицами поверхностного слоя топлива и здесь вступает в силу механизм выравнивания потенциалов. Частицы топлива отдают свой магнитный потенциал, в свою очередь, увеличиваясь в размерах до отделения от массива и уже описанный процесс повторяется. Так происходит процесс возгорания. Если отделившиеся частицы топлива не удалять, то постепенно затухнут потому, что в локальном месте произойдет выравнивание потенциалов близ лежащих частиц и его будет недостаточно для отделения новых частиц с поверхности топлива. Такая стадия называется тлением. Если и далее отделившиеся частицы не удалять, то произойдет их выстраивание в новую упорядоченную структуру. Такой процесс называют коксованием. Для удаления отделившихся частиц необходим транспорт. Таким транспортом выступает окислитель. Чаще всего это вещество в газообразном виде. Соприкасаясь с отделившимися частицами, из молекул газа высасывается магнитный потенциал, они увеличиваются в размерах. При распаде молекулы проскакивает электрическая искра. У отделившихся частиц топлива и газа разный магнитный потенциал, поэтому они притягиваются друг к другу. Частица газа в данном случае будет иметь объём во много раз больше чем у частицы топлива и она выполняет роль воздушного шарика и начинается «Полет на воздушном шаре». Такие частицы мы считаем горячими. Постепенно остывая они «фонят» в инфракрасном диапазоне – это мы называем племенем.
Химический способ.
При данном методе используется два или более химических веществ, находящихся в стабильном состоянии при нормальных условиях. Первое вещество в твердом состоянии, чаще в виде мелкого зерна, необходима максимальная площадь поверхности. Второе вещество в жидком виде. При соединении таких веществ- одно твердое другое жидкое, происходит максимально плотный контакт на максимально возможной площади поверхности. Далее вступает в силу механизм выравнивания потенциалов. При нормальных условиях каждое вещество имеет свой электромагнитный потенциал, на основе этого и составлены периодические таблицы химических веществ. При контакте вещества с высоким электромагнитным потенциалом с веществом у которого потенциал мал, происходит выравнивание потенциала, частицы теряя потенциал, увеличивают свой размер. Далее все, как описано выше. В какой то момент отрыв, искра и так далее. Как правило, твердое вещество имеет более высокий электромагнитный потенциал. Данный метод достаточно интересен и похоже все химические реакции имеют похожий с описанным, механизм.
Волновой метод.
Данный метод, пожалуй, самый интересный для познания строения вещества. Выглядит это так. С помощью плоско-выпуклой линзы солнечный свет фокусируют на поверхности топлива. Через какое то время наблюдается сначала обугливание, а затем и возгорание. Как известно солнечный свет- это электромагнитное излучение, с помощью линзы его плотность увеличивается во много раз. Усиленным электромагнитным потоком происходит воздействие на поверхностные частицы топлива. При этом, как уже выяснили, поверхностные частицы вещества увеличиваются в размере до отрыва, при котором появляется искра и т.д. Данный метод, получения огня, интересен тем, что заставляет задуматься о строении вещества. Как известно «подобное действует на подобное» слегка перефразирую классика. Результат воздействия внешней силы, имеющей волновую природу, будет максимально эффективен, если мишень также имеет волновую природу. Так что же из себя представляют частицы из которых состоят все окружающие нас вещества?
Процесс горения всем нам знаком и в тоже время неизвестен. Рассматривая подробней, возникает много интересных вопросов. Разложив на простые этапы оказывается все просто, а разобравшись с простым сложного не возникнет.