Hur eld fungerar
Typiskt sett uppstår eld genom en kemisk reaktion mellan syre i atmosfären och något slags bränsle (t.ex. trä eller bensin). Trä och bensin fattar förstås inte spontant eld bara för att de är omgivna av syre. För att förbränningsreaktionen ska kunna ske måste bränslet värmas upp till antändningstemperaturen.
Här följer händelseförloppet i en typisk vedeld:
Varning
Något värmer upp veden till en mycket hög temperatur. Värmen kan komma från många olika saker – en tändsticka, fokuserat ljus, friktion, blixtnedslag, något annat som redan brinner …
När träet når cirka 300 grader Fahrenheit (150 grader Celsius) bryter värmen ner en del av det cellulosamaterial som utgör träet.
En del av det nedbrutna materialet frigörs som flyktiga gaser. Vi känner till dessa gaser som rök. Rök är föreningar av väte, kol och syre. Resten av materialet bildar kol, som är nästan rent kol, och aska, som är alla obrännbara mineraler i träet (kalcium, kalium och så vidare). Kolet är det man köper när man köper träkol. Kol är trä som har upphettats för att avlägsna nästan alla flyktiga gaser och lämna kolet kvar. Det är därför en koleld brinner utan rök.
Den egentliga förbränningen av ved sker sedan i två separata reaktioner:
”
”- När de flyktiga gaserna är tillräckligt heta (ca 500 grader F (260 grader C) för trä), …bryts molekylerna sönder, och atomerna återförenas med syret för att bilda vatten, koldioxid och andra produkter. Med andra ord brinner de.
- Kolet i kolet kombineras också med syre, och detta är en mycket långsammare reaktion. Det är därför kol i en grill kan hålla sig varmt länge.
En bieffekt av dessa kemiska reaktioner är mycket värme. Det faktum att de kemiska reaktionerna i en eld genererar mycket ny värme är det som upprätthåller elden. Många bränslen brinner i ett enda steg. Bensin är ett bra exempel. Värme förångar bensin och allt brinner som en flyktig gas. Det finns ingen kolbildning. Människan har också lärt sig att dosera bränslet och kontrollera en brand. Ett ljus är ett verktyg för att långsamt förånga och bränna vax.
När de värms upp avger de stigande kolatomerna (liksom atomer av annat material) ljus. Denna ”värme producerar ljus”-effekt kallas för glödning, och det är samma typ av sak som skapar ljus i en glödlampa. Det är den som orsakar den synliga lågan. Flammans färg varierar beroende på vad du bränner och hur varmt det är. Färgvariation inom i en låga orsakas av ojämn temperatur. Typiskt sett lyser den hetaste delen av en låga – basen – blått, och de kallare delarna i toppen lyser orange eller gult.
Förutom att avge ljus kan de stigande kolpartiklarna samlas på omgivande ytor som sot.
”Den farliga saken med de kemiska reaktionerna i eld är det faktum att de är självuppfyllande. Själva flammans värme håller bränslet vid tändningstemperaturen, så det fortsätter att brinna så länge det finns bränsle och syre omkring det. Flamman värmer upp allt bränsle i omgivningen så att det också frigörs gaser. När lågan antänder gaserna sprider sig elden.
På jorden avgör gravitationen hur lågan brinner. Alla heta gaser i lågan är mycket hetare (och mindre täta) än den omgivande luften, så de rör sig uppåt mot lägre tryck. Detta är anledningen till att eld vanligtvis sprider sig uppåt, och det är också anledningen till att lågor alltid är ”spetsiga” i toppen. Om du skulle tända en eld i en mikrogravitationsmiljö, till exempel ombord på rymdfärjan, skulle den bilda en sfär!