Защо огънят е горещ? Колко е горещо?

Огънят е горещ, защото топлинната енергия (топлината) се отделя, когато химическите връзки се разрушат и образуват по време на горене реакция. Изгарянето превръща горивото и кислорода във въглероден диоксид и вода. Енергията е необходими за стартиране на реакцията, разрушаване на връзки в горивото и между кислородните атоми, но много се отделя повече енергия когато атомите се свързват заедно с въглероден диоксид и вода.

Гориво + кислород + енергия → въглероден диоксид + вода + повече енергия

И светлина, и топлина се освобождават като енергия. Пламъците са видимо доказателство за тази енергия. Пламъците се състоят предимно от горещи газове. Углите светят, защото материята е достатъчно гореща, за да излъчва нажежаема светлина (подобно на горелка за печка), докато пламъците излъчват светлина от йонизирани газове (като флуоресцентна крушка). Firelight е видима индикация за реакцията на горене, но топлинната енергия (топлината) може също да е невидима.

С две думи: огънят е горещ, защото енергията, съхранявана в горивото, се отделя внезапно. Енергията, необходима за стартиране на химическата реакция, е много по-малка от освободената енергия.

Ключови заведения: Защо е огън горещ?

Няма единична температура за огъня, тъй като количеството топлинна енергия, която се отделя, зависи от няколко фактори, включително химичния състав на горивото, наличието на кислород и частта на пламъка измерено. Дървесният пожар може да надвишава 1100 ° по Целзий (2012 ° Фаренхайт), но различни видове дърва горят при различни температури. Например, борът произвежда повече от два пъти повече топлина, отколкото ела или върба, а сухото дърво гори по-горещо от зеленото дърво. Пропанът във въздуха изгаря при сравнима температура (1980 ° С), но още по-горещ в кислород (2820 ° Целзий). Други горива като ацетилен в кислород (3100 ° Целзий) изгарят по-горещо от всяка дървесина.

Цветът на огъня е груба оценка колко е горещо. Дълбокият червен огън е около 600-800 ° Целзий (1112-1800 ° Фаренхайт), оранжево-жълт е около 1100 ° Целзий (2012 ° Фаренхайт), а бял пламък все още е по-горещ, вариращ от 1300-1500 Целзий (2400-2700 ° Фаренхайт). Син пламък е най-горещият от всички, вариращ от 1400-1650 ° по Целзий (2600-3000 ° Фаренхайт). Синият газов пламък на горелка Bunsen е много по-горещ от жълтия пламък от восъчна свещ!

Най-горещата част на пламъка е точката на максимално изгаряне, която е синята част на пламъка (ако пламъкът изгаря толкова горещо). Въпреки това, повечето студенти, извършващи научни експерименти, се казва да използват горната част на пламъка. Защо? Тъй като топлината се повишава, така че върхът на конуса на пламъка е добра точка за събиране на енергията. Също така, конусът на пламъка има доста постоянна температура. Друг начин за измерване на района на най-много топлина е да се търси най-ярката част от пламък.

Най-горещият пламък, създаван някога, е бил при 4990 ° Целзий. Този огън се образува с помощта на дицианоацетилен като гориво и озон като окислител. Може да се направи и хладен огън. Например, пламък около 120 ° Целзий може да се образува с помощта на регулирана смес от въздух и гориво. Тъй като хладният пламък е едва над точката на кипене на водата, този тип огън е труден за поддържане и изгасва лесно.

Научете повече за огъня и пламъка, като изпълнявате интересни научни проекти. Например, научете как металните соли влияят на цвета на пламъка от правейки зелен огън. Използвайте химията, за да започнете пожар, без да използвате кибрит. Подготвяте се за наистина вълнуващ проект? давам изстрелване с опит.

• Schmidt-Rohr, K (2015). „Защо изгарянията винаги са екзотермични и дават около 418 kJ на мол от О₂". J. Chem. Educ. 92 (12): 2094–99. DOI:10,1021 / acs.jchemed.5b00333