Cum funcționează focul

În mod obișnuit, focul provine dintr-o reacție chimică între oxigenul din atmosferă și un fel de combustibil (lemn sau benzină, de exemplu). Desigur, lemnul și benzina nu iau foc spontan doar pentru că sunt înconjurate de oxigen. Pentru ca reacția de combustie să aibă loc, trebuie să încălziți combustibilul până la temperatura de aprindere.

Iată secvența de evenimente dintr-un incendiu tipic de lemn:

Ceva încălzește lemnul la o temperatură foarte ridicată. Căldura poate proveni de la o mulțime de lucruri diferite – un chibrit, o lumină focalizată, frecare, fulgere, altceva care arde deja…

Când lemnul ajunge la aproximativ 300 de grade Fahrenheit (150 de grade Celsius), căldura descompune o parte din materialul celulozic care compune lemnul.

O parte din materialul descompus este eliberat sub formă de gaze volatile. Cunoaștem aceste gaze sub denumirea de fum. Fumul este format din compuși de hidrogen, carbon și oxigen. Restul materialului formează cărbune, care este carbon aproape pur, și cenușă, care reprezintă toate mineralele incombustibile din lemn (calciu, potasiu și așa mai departe). Cărbunele este ceea ce cumpărați atunci când cumpărați cărbune de lemn. Cărbunele de lemn este lemnul care a fost încălzit pentru a elimina aproape toate gazele volatile și a lăsa în urmă carbonul. Acesta este motivul pentru care un foc de cărbune arde fără fum.

Arderea propriu-zisă a lemnului are loc apoi în două reacții separate:

„„

„„

Un efect secundar al acestor reacții chimice este o cantitate mare de căldură. Faptul că reacțiile chimice dintr-un foc generează o mulțime de căldură nouă este ceea ce susține focul. Mulți combustibili ard într-o singură etapă. Benzina este un bun exemplu. Căldura vaporizează benzina și totul arde ca un gaz volatil. Nu există carbonizare. Oamenii au învățat, de asemenea, cum să dozeze combustibilul și să controleze un incendiu. O lumânare este un instrument pentru vaporizarea și arderea lentă a cerii.

În timp ce se încălzesc, atomii de carbon în creștere (precum și atomii din alte materiale) emit lumină. Acest efect „căldura produce lumină” se numește incandescență și este același tip de lucru care creează lumină într-un bec. Este ceea ce provoacă flacăra vizibilă. Culoarea flăcării variază în funcție de ceea ce ardeți și de cât de fierbinte este. Variația de culoare în interiorul unei flăcări este cauzată de temperatura inegală. De obicei, partea cea mai fierbinte a unei flăcări – baza – strălucește în albastru, iar părțile mai reci din vârf strălucesc în portocaliu sau galben.

Pe lângă faptul că emit lumină, particulele de carbon care se ridică se pot aduna pe suprafețele înconjurătoare sub formă de funingine.

„„

Ceea ce este periculos în legătură cu reacțiile chimice din foc este faptul că acestea se autoperpetuează. Căldura flăcării în sine menține combustibilul la temperatura de aprindere, astfel încât acesta continuă să ardă atâta timp cât există combustibil și oxigen în jurul său. Flacăra încălzește orice combustibil din jur, astfel încât acesta eliberează, de asemenea, gaze. Când flacăra aprinde gazele, focul se extinde.

Pe Pământ, gravitația determină modul în care arde flacăra. Toate gazele fierbinți din flacără sunt mult mai fierbinți (și mai puțin dense) decât aerul din jur, așa că se deplasează în sus, spre o presiune mai mică. Acesta este motivul pentru care focul se răspândește de obicei în sus și este, de asemenea, motivul pentru care flăcările sunt întotdeauna „ascuțite” în partea de sus. Dacă ar fi să aprindeți un foc într-un mediu de microgravitație, de exemplu la bordul navetei spațiale, acesta ar forma o sferă!

.