Пожар је врућ јер се топлотна енергија (топлота) ослобађа када се хемијске везе прекину и формирају током сагоревање реакција. Сагоревање претвара гориво и кисеоник у угљен диоксид и воду. Енергија је потребан за покретање реакције, разбијање веза у гориву и између атома кисеоника, али много ослобађа се више енергије када се атоми повезују у угљендиоксид и воду.
Гориво + кисеоник + енергија → угљен диоксид + вода + више енергије
И светло и топлота ослобађају се као енергија. Пламенови су видљиви доказ ове енергије. Пламен се састоји углавном топлих гасова. Угљеви сјају јер је материја довољно врућа да емитује жаруљу са жарном нити (слично као пећ на пећи), док пламенови емитују светлост из јонизованих гасова (попут флуоресцентне сијалице). Ватрена свјетлост је видљив показатељ реакције изгарања, али топлотна енергија (топлота) такође може бити невидљива.
Зашто је ватра врућа
Укратко: ватра је топла јер се енергија ускладиштена у гориву нагло ослобађа. Енергија потребна за покретање хемијске реакције много је мања од енергије која се ослобађа.
Кључни потези: Зашто је ватра врућа?
- Ватра је увек врућа, без обзира на гориво које се користи.
- Иако сагоревање захтева енергију активирања (паљење), ослобођена топлотна топлота премашује потребну енергију.
- Разбијањем хемијске везе између молекула кисеоника апсорбује се енергија, али формирањем хемијских веза производа (угљен-диоксида и воде) ослобађа се много више енергије.
Колико је ватра?
Не постоји јединствена температура за ватру, јер количина топлотне енергије која се ослобађа зависи од неколико фактори, укључујући хемијски састав горива, доступност кисеоника и колики је део пламена измерена. Пожар на дрвету може прећи 1100 ° Целзијуса (2012 ° Фахренхеит), али различите врсте дрвета сагоревају на различите температуре. На пример, бор производи више него двоструко више топлоте од јеле или врбе, а суво дрво сагорева топлије од зеленог дрвета. Пропан у ваздуху сагорева на упоредивој температури (1980 ° Ц), а још врелији у кисеонику (2820 ° Целзијуса). Остала горива попут ацетилена у кисеонику (3100 ° Целзијуса) сагоревају топлије него било које дрво.
Боја ватре је отприлике колико је вруће. Дубока црвена ватра је око 600-800 ° Целзијуса (1112-1800 ° Фаренхеита), наранџаста-жута је око 1100 ° Целзијуса (2012 ° Фахренхеит), а бели пламен је још топлији, креће се од 1300-1500 целзијуса (2400-2700 ° Фахренхеит). Плави пламен је најтоплији од свих, креће се од 1400-1650 ° Целзијуса (2600-3000 ° Фаренхеита). Плави пламен гаса Бунсенове пламеника много је топлији од жутог пламена из воштане свеће!
Најтоплији део пламена
Најтоплији део пламена је тачка максималног сагоревања, а то је плави део пламена (ако пламен гори тако вруће). Међутим, већина студената који изводе научне експерименте каже се да користе врх пламена. Зашто? Због повећања топлоте, тако је врх конуса пламена добро место за прикупљање енергије. Такође, конус пламена има прилично конзистентну температуру. Други начин да се одмери подручје највише топлоте је тражити најсјајнији део пламена.
Забавна чињеница: најтоплији и најслађи пламенови
Најтоплији пламен икад произведен био је на 4990 ° Целзијуса. Овај пожар је настао користећи дицианоацетилен као гориво и озон као оксидант. Такође се може правити хладна ватра. На пример, пламен око 120 ° Ц може да се формира коришћењем регулисане смеше ваздух-гориво. Међутим, пошто је хладан пламен једва изнад тачке кључања воде, ову врсту пожара је тешко одржавати и лако се гаси.
Забавни ватрогасни пројекти
Сазнајте више о ватри и пламену извођењем занимљивих научних пројеката. На пример, научите како металне соли утичу на боју пламена правећи зелену ватру. Користите хемију за започните ватру без коришћења шибица. Спремни за заиста узбудљив пројекат? Дај покушај ватреног дисања.
Извор
- Сцхмидт-Рохр, К (2015). "Зашто су изгарања увек егзотермна, приносећи око 418 кЈ по молу О2". Ј. Цхем. Едуц. 92 (12): 2094–99. дои:10.1021 / ацс.јцхемед.5б00333