Почему огонь горячий? Насколько жарко?

Огонь горячий, потому что тепловая энергия (тепло) выделяется, когда химические связи разрываются и образуются во время реакции горения. При сгорании топливо и кислород превращаются в углекислый газ и воду. Для начала реакции требуется энергия, разрывая связи в топливе и между атомами кислорода, но гораздо высвобождается больше энергии , когда атомы соединяются в диоксид углерода и воду.

Топливо + кислород + энергия → углекислый газ + вода + дополнительная энергия

И свет, и тепло выделяются в виде энергии . Пламя – видимое свидетельство этой энергии. Пламя состоит в основном из горячих газов. Тлеющие угли светятся, потому что вещество достаточно горячее, чтобы излучать свет лампы накаливания (как горелка печи), в то время как пламя излучает свет от ионизированных газов (как люминесцентная лампа). Свет костра является видимым признаком реакции горения, но тепловая энергия (тепло) также может быть невидимой.

Почему огонь горячий

В двух словах: огонь горячий, потому что энергия, запасенная в топливе, высвобождается внезапно. Энергия, необходимая для начала химической реакции, намного меньше, чем выделяемая энергия.

Насколько горячий огонь?

Не существует единой температуры для огня, потому что количество выделяемой тепловой энергии зависит от нескольких факторов, включая химический состав топлива, доступность кислорода и то, какая часть пламени подвергается воздействию. измеряется. Дровяной пожар может превышать 1100 ° по Цельсию (2012 ° по Фаренгейту), но разные виды дров горят при разных температурах. Например, сосна производит в два раза больше тепла, чем ель или ива, а сухая древесина горит сильнее, чем зеленая древесина. Пропан в воздухе горит при сопоставимой температуре (1980 ° Цельсия), но намного горячее в кислороде (2820 ° Цельсия). Другие виды топлива, такие как ацетилен в кислороде (3100 ° C), горят сильнее, чем любое дерево.

Цвет огня является приблизительным показателем того, насколько он горячий. . Темно-красный огонь имеет температуру около 600-800 ° по Цельсию (1112-1800 ° по Фаренгейту), оранжево-желтый – около 1100 ° по Цельсию (2012 ° по Фаренгейту), а белое пламя еще горячее, в диапазоне от 1300-1500 по Цельсию (2400-2700 ° C). ° Фаренгейта). Голубое пламя является самым горячим из всех, его температура колеблется от 1400 до 1650 ° по Цельсию (2600–3000 ° по Фаренгейту). Голубое газовое пламя горелки Бунзена намного горячее желтого пламени восковой свечи!

Самая горячая часть пламени

Самая горячая часть пламени – это точка максимального горения, то есть синяя часть пламени (если пламя горит настолько сильно). Однако большинству студентов, проводящих научные эксперименты, рекомендуется использовать верхнюю часть пламени. Почему? Поскольку тепло поднимается, верхняя часть конуса пламени является хорошей точкой сбора энергии. Кроме того, конус пламени имеет довольно постоянную температуру. Еще один способ измерить область наибольшего нагрева – это найти самую яркую часть пламени.

Интересный факт: самое горячее и самое холодное пламя

Самое горячее пламя из когда-либо созданных было при 4990 ° Цельсия. Этот огонь образовался с использованием дицианоацетилена в качестве топлива и озона в качестве окислителя. Также можно развести холодный огонь. Например, пламя около 120 ° по Цельсию может быть образовано с помощью регулируемой топливовоздушной смеси. Однако, поскольку холодное пламя едва превышает точку кипения воды, этот тип огня трудно поддерживать и он легко гаснет.

Fun Fire Projects

Узнавайте больше об огне и пламени, выполняя интересные научные проекты. Например, узнайте, как соли металлов влияют на цвет пламени, создавая зеленый огонь. Хотите по-настоящему захватывающий проект? Попробуйте огнедышание.

Источник

• Schmidt-Rohr, K (2015 ). «Почему процессы сгорания всегда экзотермичны, давая около 418 кДж на моль O ₂ ». J. Chem. Educ. 92 (12): 2094–99. doi: 10.1021/acs.jchemed.5b00333