Oheň je horúci, pretože tepelná energia (teplo) sa uvoľňuje, keď sa počas a spaľovacie reakcie. Spaľovaním sa palivo a kyslík premieňajú na oxid uhličitý a vodu. Energia je potrebné na začatie reakcie, prerušenie väzieb v palive a medzi atómami kyslíka, ale veľa uvoľní sa viac energie keď sa atómy viažu spolu na oxid uhličitý a vodu.
Palivo + kyslík + energia → oxid uhličitý + voda + viac energie
Ľahké aj ľahké teplo sú uvoľňované ako energia. Plamene sú viditeľným dôkazom tejto energie. Plamene pozostávajú väčšinou horúcich plynov. Vyžaruje žiaru, pretože je dosť horúca na to, aby vyžarovala žiarovku (podobne ako horák na kachle), zatiaľ čo plamene vyžarovali svetlo z ionizovaných plynov (napríklad žiarivka). Svietenie je viditeľným znakom reakcie spaľovania, ale tepelná energia (teplo) môže byť tiež neviditeľná.
Prečo je oheň horúci
Stručne povedané: Oheň je horúci, pretože energia uložená v palive sa náhle uvoľní. Energia potrebná na začatie chemickej reakcie je oveľa menšia ako uvoľnená energia.
Kľúčové témy: Prečo je oheň horúci?
- Oheň je vždy horúci, bez ohľadu na použité palivo.
- Aj keď spaľovanie vyžaduje aktivačnú energiu (vznietenie), uvoľnené čisté teplo presahuje požadovanú energiu.
- Prerušenie chemickej väzby medzi molekulami kyslíka absorbuje energiu, ale tvorba chemických väzieb pre produkty (oxid uhličitý a voda) uvoľňuje oveľa viac energie.
Aký horúci je oheň?
Neexistuje žiadna jediná teplota pre oheň, pretože množstvo uvoľnenej tepelnej energie závisí od niekoľkých faktory, vrátane chemického zloženia paliva, dostupnosti kyslíka a časti plameňa zmerať. Drevný požiar môže prekročiť 1100 ° C (2012 ° Fahrenheita), ale rôzne druhy dreva horia pri rôzne teploty. Napríklad borovica produkuje viac ako dvakrát toľko tepla ako jedľa alebo vŕba a suché drevo horí horúco ako zelené drevo. Propán na vzduchu horí pri porovnateľnej teplote (1980 ° C), zatiaľ čo kyslík je oveľa horúci (2820 ° C). Iné palivá ako acetylén v kyslíku (3100 ° C) horia horúco ako akékoľvek drevo.
Farba ohňa je hrubým ukazovateľom toho, ako je horúci. Hlboký červený oheň je okolo 600-800 ° C (1112-1800 ° Fahrenheit), oranžovo-žltá je okolo 1100 ° C (2012 ° Fahrenheita) a biely plameň je ešte teplejší, v rozmedzí od 1300 do 1500 ° C (2400 - 2700 °) Fahrenheit). Modrý plameň je najteplejší zo všetkých v rozmedzí od 1400 do 1650 ° C (2600 - 3 000 ° Fahrenheita). Plameň modrého plynu horáka Bunsen je omnoho teplejší ako žltý plameň z voskovej sviečky!
Najhorúcejšia časť plameňa
Najhorúcejšou časťou plameňa je bod maximálneho horenia, čo je modrá časť plameňa (ak plameň horí horúco). Väčšina študentov vykonávajúcich vedecké experimenty je však požiadaná, aby používali horný plameň. Prečo? Pretože teplo stúpa, horný kužeľ plameňa je dobrým zberným miestom pre energiu. Kužeľ plameňa má tiež pomerne stálu teplotu. Ďalším spôsobom, ako merať oblasť väčšiny tepla, je hľadať najjasnejšiu časť plameňa.
Fakt o zábave: najhorúcejšie a najchladnejšie plamene
Najhorúcejší plameň, aký sa kedy vytvoril, bol pri 4990 ° C. Tento oheň sa vytvoril použitím dikyanoacetylénu ako paliva a ozónu ako oxidačného činidla. Môže tiež dôjsť k chladnému ohňu. Napríklad plameň okolo 120 ° C sa môže vytvoriť pomocou regulovanej zmesi vzduch-palivo. Keďže však studený plameň sotva presahuje bod varu vody, je ťažké udržať tento druh ohňa a ľahko zhasne.
Zábavné požiarne projekty
Dozviete sa viac o ohni a plameňoch vykonaním zaujímavých vedeckých projektov. Napríklad sa dozviete, ako kovové soli ovplyvňujú farbu plameňa robiť zelený oheň. Použite chémiu na začať oheň bez použitia zápasov. Ste pripravení na skutočne vzrušujúci projekt? dať vyskúšať oheň.
zdroj
- Schmidt-Rohr, K (2015). „Prečo sú spaľovanie vždy exotermické, výťažok asi 418 kJ na mol O2". J. Chem. Educ. 92 (12): 2094–99. doi:10,1021 / acs.jchemed.5b00333