Zakaj je ogenj vroč? Kako vroče je?
Razumevanje temperature plamena
ThoughtCo / J.R. Bee
Ogenj je vroč, ker se toplotna energija (toplota) sprosti, ko se kemične vezi prekinejo in nastanejo med a zgorevanje reakcija. Zgorevanje spremeni gorivo in kisik v ogljikov dioksid in vodo. Energija je potrebnih za začetek reakcije, pretrganje vezi v gorivu in med atomi kisika, vendar veliko sprosti se več energije ko se atomi povežejo v ogljikov dioksid in vodo.
Gorivo + kisik + energija → ogljikov dioksid + voda + več energije
Tako svetloba kot toplota se sproščajo kot energija. Plameni so vidni dokazi te energije. Plameni so sestavljeni večinoma vročih plinov. Žerjavica sveti, ker je snov dovolj vroča, da oddaja žarečo svetlobo (podobno kot gorilnik peči), medtem ko plamen oddaja svetlobo ioniziranih plinov (kot fluorescenčna sijalka). Ognjena svetloba je vidna indikacija reakcije zgorevanja, vendar je toplotna energija (toplota) lahko tudi nevidna.
Zakaj je ogenj vroč
Na kratko: Ogenj je vroč, ker se energija, shranjena v gorivu, nenadoma sprosti. Energija, potrebna za začetek kemične reakcije, je veliko manjša od sproščene energije.
Ključni zaključki: Zakaj je ogenj vroč?
- Ogenj je vedno vroč, ne glede na uporabljeno gorivo.
- Čeprav zgorevanje zahteva aktivacijsko energijo (vžig), neto sproščena toplota presega potrebno energijo.
- Prekinitev kemične vezi med molekulami kisika absorbira energijo, vendar se pri tvorjenju kemičnih vezi za produkte (ogljikov dioksid in vodo) sprosti veliko več energije.
Kako vroč je ogenj?
Za ogenj ni enotne temperature, ker je količina toplotne energije, ki se sprosti, odvisna od več dejavnikov, vključno s kemično sestavo goriva, razpoložljivostjo kisika in deležem plamena, ki se meri. Lesni ogenj lahko preseže 1100° Celzija (2012° Fahrenheita), vendar različne vrste lesa gorijo pri različne temperature . Na primer, bor proizvede več kot dvakrat več toplote kot jelka ali vrba, suh les pa gori bolj vroče kot zeleni les. Propan v zraku gori pri primerljivi temperaturi (1980 °C), vendar veliko bolj vroče v kisiku (2820 °C). Druga goriva, kot je acetilen v kisiku (3100 °C), gorijo bolj vroče kot kateri koli les.
Barva ognja je grobo merilo, kako vroč je. Temno rdeč ogenj ima približno 600–800 °C (1112–1800 °F), oranžno-rumen okoli 1100 °C (2012 °F), bel plamen pa je še bolj vroč, v razponu od 1300–1500 Celzija (2400–2700). ° Fahrenheita). Modri plamen je najbolj vroč med vsemi in sega od 1400 do 1650 °C (2600-3000 °F). Modri plinski plamen Bunsenovega gorilnika je veliko bolj vroč kot rumeni plamen voščene sveče!
Najbolj vroč del plamena
Najbolj vroč del plamena je točka največjega zgorevanja, ki je modri del plamena (če plamen gori tako vroče). Vendar je večini učencev, ki izvajajo znanstvene poskuse, naročeno, naj uporabijo vrh plamena. Zakaj? Ker se toplota dviguje, je vrh stožca plamena dobro zbirališče energije. Tudi stožec plamena ima dokaj enakomerno temperaturo. Drug način za merjenje najbolj vročega območja je iskanje najsvetlejšega dela plamena.
Zabavno dejstvo: najbolj vroč in najbolj hladen plamen
Najbolj vroč plamen, ki je bil kdajkoli ustvarjen, je bil pri 4990 °C. Ta požar je nastal z uporabo dicianoacetilena kot goriva in ozona kot oksidanta. Pripravite lahko tudi hladen ogenj. Na primer, plamen okoli 120 °C se lahko oblikuje z uporabo regulirane mešanice zraka in goriva. Ker pa hladen plamen komajda preseže vrelišče vode, je to vrsto ognja težko vzdrževati in hitro ugasne.
Zabavni požarni projekti
Izvedite več o ognju in plamenih z izvedbo zanimivih znanstvenih projektov. Na primer, naučite se, kako kovinske soli vplivajo na barvo plamena kurjenje zelenega ognja . Ste pripravljeni na resnično vznemirljiv projekt? Daj poskusiti z bruhanjem ognja .
Vir
- Schmidt-Rohr, K (2015). 'Zakaj so zgorevanja vedno eksotermna in dajejo približno 418 kJ na mol Odva'. J. Chem. Izobraževanje 92 (12): 2094–99. doi: 10.1021/acs.jchemed.5b00333