Что такое огонь и что такое пламя
Существует распространенное мнение, что пламя — это плазма, четвертое состояние вещества, в котором атомы лишаются части своих электронов, а эти электроны затем образуют общую для всего объема плазмы среду. Но это заблуждение. Для образования плазмы нужны температуры минимум в десятки тысяч градусов.
В действительности, пламя состоит из горячего газа, нагретого неравномерно. Фактически пламя — это наиболее горячая газообразная часть огня. Огонь возникает в результате горения – очень бурного окисления различных веществ, в ходе которого большое количество кислорода связывается в продукты горения, и одновременно выделяется большое количество тепла.
Поскольку пламя имеет, как правило, температуру не ниже 180-2000С (случаи «холодного» горения известны, но требуют очень специфических условий и набора окисляющихся веществ), для измерения температуры горения используют специальные термометры, известные как пирометры.
Температура костра и температура огня в камине
Температура горения зависит, в первую очередь, от сгорающего вещества. Поскольку и в костре, и в камине, как правило, горит древесина, температура огня в них зависит от вида дров. Породы древесины различаются по плотности, структуре, количеству и составу смол, и это влияет на температуру горения.
Так, древесина тополя горит сравнительно ярко, поскольку она пористая, и это обеспечивает хороший доступ кислорода к большой площади, на которой идет процесс окисления. Но температура наиболее ярко светящейся зоны пламени обычно не превышает 5000С. Сосновые и еловые дрова горят при 620-6300С. Береза дает около 8000С, лиственница и дуб — до 9000С. Плотные породы дерева — бук, ясень, граб достигают температуры горения свыше 10000С.
Температура огня в костре, камине или закрытой печи зависит также от влажности дров, от интенсивности притока воздуха, содержащего необходимый для горения кислород, и удаления продуктов горения. Последние два показателя — приток воздуха и отток образовавшихся при горении газов, обычно взаимосвязаны и в быту называются «тягой». Высокая влажность дров и плохой воздухообмен (тяга) снижают температуру пламени, поскольку часть энергии уходит на испарение влаги, а недостаток кислорода уменьшает интенсивность горения, а, значит, и тепловыделения.
Температура открытого огня и его цвет
Доминирующий цвет пламени сильно зависит от его температуры. Это легко увидеть, наблюдая за горением обычного костра. Внутри языка пламени можно выделить 3 зоны: тёмно-красную, с температурой 300—350°C, где горение идет вяло из-за недостатка кислорода; ярко светящуюся, где происходит термическое разложение горючего и частичное его сгорание, с температурой 500—800 °C, в зависимости от вида топлива, и едва светящуюся зону, где происходит окончательное сгорание продуктов разложения горючего, с максимальной температурой 900—1500°C.
Обычно температура пламени возрастает при изменении его цвета: красный, раскаляясь, переходит в синий огонь и далее в фиолетовый. Но это не касается тех случаев, когда пламя открашено целиком из-за присутствия определенных химических веществ. К примеру, бытовой газ в газовых плитах горит синим пламенем.
Распространенные температуры горения
Температура воспламенения для большинства твердых горючих материалов — около 300°С.
Температура пламени в горящей сигарете — 250–300°С. Температура пламени спички 750–1400°С; при этом 300°С — температура воспламенения дерева, а температура горения пропитанной раствором парафина осины, используемой для изготовления спичек, в зависимости от точного состава пропитки составляет 500–800 °С.
Температура горения пропан-бутана в разных частях пламени — 800–2000 °С. Температура горения керосина — 800°С, а в среде чистого кислорода — 2000°С. Температура горения бензина — 1300–1400°С. Температура горения этилового или метилового спирта не превышает 900°С. Зато температура горения магния — 2200°С, притом, значительная часть излучения выделяется в невидимом глазу УФ-диапазоне.
Наиболее высокие температуры горения при сжигании в кислороде дают дицианоацетилен C4N2 – до 5000°C и дициан (CN)2 – до 4500°C.
И это уже близко к температурам, которые можно наблюдать на поверхности Солнца: в фотосфере, где солнечная радицаия становится видимым светом, температура достигает 5500 °C. А температура некоторых звезд недавно открытого типа «Y-карлики» вообще до смешного мала: самая холодная из них нагрета всего до 26,60С. Так что ответ на вопрос, какая температура в космосе, очень варьирует в зависимости от того, где именно производить измерения.
Читайте также:
Люди использовали огонь в Африке уже 900 тысяч лет назад
Дым лесных пожаров более вреден, чем выбросы от автомобилей
