Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Загадки «космического» пламени

Загадки «космического» пламени

Что такое горение? Это химическая реакция окисления с выделением большого количества тепла и образованием раскалённых продуктов сгорания. Процесс горения может происходить только при наличии горючего вещества, кислорода и при условии, что продукты окисления будут отводиться из зоны горения.

Посмотрим, как устроена свечка и что именно в ней горит. Свечка — скрученный из хлопчатобумажных нитей фитиль, залитый воском, парафином или стеарином. Многие думают, что горит сам фитиль, но это не так. Горит как раз вещество вокруг фитиля, точнее, его пары. Фитиль же нужен для того, чтобы расплавившийся от тепла пламени воск (парафин, стеа-рин) поднимался по его капиллярам в зону горения.

Чтобы проверить это, можно провести небольшой эксперимент. Задуйте свечку и тут же поднесите горящую спичку в точку выше фитиля сантиметра на два-три, туда, где поднимаются вверх пары воска. От спички они вспыхнут, после чего огонь опустится на фитиль и свечка загорится снова (подробнее см. опыт).

Итак, горючее вещество есть. Кислорода в воздухе тоже вполне достаточно. А как быть с отводом продуктов сгорания? На земле с этим проблем нет. Воздух, нагретый теплом пламени свечи, становится менее плотным, чем окружающий его холодный, и поднимается вверх вместе с продуктами сгорания (они образуют язычок пламени). Если же продукты сгорания, а это углекислый газ CO2 и пары воды, останутся в зоне реакции, горение быстро прекратится. Убедиться в этом легко: поставьте горящую свечку в высокий стакан — она погаснет.

А теперь подумаем, что же произойдёт со свечкой на космической станции, где все предметы находятся в состоянии невесомости. Разница в плотности горячего и холодного воздуха уже не будет вызывать естественную конвекцию, и через непродолжительное время в зоне горения не останется кислорода. Зато образуется избыток окиси углерода (угарного газа) CO. Однако ещё несколько минут свеча будет гореть, а пламя приобретёт форму шара, окружающего фитиль.

Не менее интересно узнать, какого цвета будет пламя свечи на космической станции. На земле в нём преобладает жёлтый оттенок, обусловленный свечением раскалённых частиц сажи. Обычно огонь горит при температуре 1227—1721 о С. В невесомости же было замечено, что по мере исчерпания горючего вещества начинается «холодное» горение при температуре 227—527 о С. В этих условиях смесь предельных углеводородов в составе воска выделяет водород Н2, который придаёт пламени голубоватый оттенок.

А зажигал ли кто-нибудь настоящие свечи в космосе? Оказывается, зажигали — на орбите. Впервые это было сделано в 1992 году в экспериментальном модуле космического корабля «Spece Shattle», затем в космическом корабле NASA «Колумбия», в 1996 году опыт повторили на станции «Мир». Конечно, этой работой занимались не из простого любопытства, а для того, чтобы понять, к каким последствиям может привести пожар на борту станции и как с ним бороться.

С октября 2008-го по май 2012 года подобные эксперименты проводились по проекту NASA на Международной космической станции. На этот раз космонавты исследовали горючие вещества в изолированной камере при разных давлениях и разном содержании кислорода. Тогда и было установлено «холодное» горение при низких температурах.

Напомним, что продукты сгорания на земле — это, как правило, углекислый газ и пары воды. В невесомости же, в условиях горения при низких температурах, выделяются высокотоксичные вещества, в основном угарный газ и формальдегид.

Исследователи продолжают изучать горение в невесомости. Возможно, результаты этих экспериментов лягут в основу разработки новых технологий, ведь почти всё, что делается для космоса, через некоторое время находит применение на земле.

Теперь мы понимаем, что режиссёр Джордж Лукас, снявший «Звёздные войны», всё-таки сильно ошибся, изображая апокалиптический взрыв космической станции. На самом деле взорвавшаяся станция будет выглядеть как короткая яркая вспышка. После неё останется огромный голубоватый шар, который очень быстро погаснет. А если вдруг на станции что-то загорится по-настоящему, нужно без промедления автоматически отключить искусственную циркуляцию воздуха. И тогда пожар не случится.

Читайте так же:
Назначение суппорта токарного станка

Воск — непрозрачная, жирная на ощупь, твёрдая масса, которая плавится при нагревании. Состоит из сложных эфиров жирных кислот растительного и животного происхождения.

Парафин — воскоподобная смесь насыщенных углеводородов.

Стеарин — воскоподобная смесь стеариновой и пальмитиновой кислот с примесью других насыщенных и ненасыщенных жирных кислот.

Естественная конвекция — процесс теплопередачи, обусловленный циркуляцией воздушных масс при их неравномерном нагревании в поле тяготения. Когда нижние слои нагреваются, они становятся легче и поднимаются, а верхние слои, наоборот, остывают, становятся тяжелее и опускаются вниз, после чего процесс повторяется снова и снова.

Пламя и огонь разница

When you "disagree" with an answer The owner of it will not be notified. Only the user who asked this question will see who disagreed with this answer.

Пламя и огонь разница

Пламя и огонь разница

Пламя и огонь разница

Пламя и огонь разница

Пламя и огонь разница

Символ показывает уровень знания интересующего вас языка и вашу подготовку. Выбирая ваш уровень знания языка, вы говорите пользователям как им нужно писать, чтобы вы могли их понять.

Мне трудно понимать даже короткие ответы на данном языке.

Могу задавать простые вопросы и понимаю простые ответы.

Могу формулировать все виды общих вопросов. Понимаю ответы средней длины и сложности.

Понимаю ответы любой длины и сложности.

Таким значком помечаются ответы, размещенные в течение часа после того, как появился вопрос.

ОГОНЬ м.
1. Раскаленные светящиеся газы, выделяющиеся при горении; пламя. // Что-л. горящее, зажженное.
2. перен. разг. Повышенная температура тела; жар.
3. перен. Внутреннее горение, страсть.
4. Свет от осветительных приборов или от чего-л. горящего.
5. перен. Боевая стрельба.

ПЛАМЯ ср.
1. Огонь, подымающийся над горящим предметом. // Что-л. напоминающее огонь, подымающийся над горящим предметом.
2. Жар, зной, тепло. // перен. Страсть, воодушевление.

На будущее, что бы подобных вопросов не возникало, http://www.gramota.ru/
3. Светящийся пар или газ, выделяемый некоторыми веществами при горении.

Когда слышу слово Flame – сразу слышу ассоциацию – Криденс, мня.

Have You Ever Seen The Rain?

Someone told me long ago
There’s a calm before the storm
I know
It’s been coming for some time
When it’s over so they say
It’ll rain on a sunny day
I know
Shining down like water

I wanna know
Have you ever seen the rain?
I wanna know
Have you ever seen the rain?
.

Любопытство — главный двигатель развития человечества

Что такое огонь?

Вы сидите около костра, чувствуете его тепло, ощущаете запах древесного дыма, слышите лёгкое потрескивание. Кажется, на это пламя можно смотреть вечно. На то, как мерцают его угли и взлетают в небо яркие искры. Но задумываетесь ли вы, на что вы смотрите, что вас греет?

Что такое огонь, для детей объяснение

Огонь — это не твёрдое вещество. Это понятно даже ребёнку. Но он и не жидкий. Он стремится вверх и кажется, что больше похож на газ — разве что его можно увидеть. Но с точки зрения науки он отличается от газа, потому что тот может пребывать в своём состоянии бесконечно, а огонь рано или поздно тухнет.

Существует заблуждение, что это плазма — четвёртое состояние вещества, в котором атомы лишаются своих электронов. Она тоже, как и огонь, не имеет стабильного состояния на нашей планете. Плазма образуется только тогда, когда газ подвергается воздействию электрического поля или нагревается до температуры в тысячи и десятки тысяч градусов. Но такое топливо, как дерево и бумага, горят при температуре всего в несколько сот градусов — гораздо ниже этого порога.

Читайте так же:
Утюг перестал выпускать пар

Что есть огонь на самом деле?

Итак, огонь — это не твёрдое вещество, не жидкость, не газ и не плазма. Что нам вообще остаётся? Наверное, вовсе не считать огонь материей. Это наше чувственное восприятие химической реакции, которая называется горением. В каком-то смысле огонь похож на листья, меняющие цвет по осени, на запах созревающих фруктов, на мерцающий огонёк светлячка. Всё это сенсорные ощущения, говорящие нам о том, что происходит какая-то химическая реакция. Огонь отличается только тем, что задействует одновременно множество наших чувств, создавая такую гамму ощущений, которую мы ожидаем увидеть только от чего-то живого и материального.

Определение «что такое огонь» Википедия дает такое:

Пламя и огонь разница

В физике (да и в химии тоже) горение (огонь) создаёт эту иллюзию с помощью топлива, тепла и кислорода. Когда дерево внутри костра разогревается то температуры возгорания, стенки составляющих его клеток распадаются, выпуская в воздух сахара и другие молекулы. Они, в свою очередь, вступают в реакцию с находящимся в воздухе кислородом, создавая воду и углекислый газ. В то же время, та вода, что находится в дереве, испаряясь, расширяется — она разрывает органику вокруг себя, создавая тот характерный треск в костре, камине или печи, который мы так любим.

Когда огонь набирает жар, водяные пары и углекислый газ, генерирующиеся в процессе горения, рассеиваются. Теряя плотность, они столбом поднимаются вверх. И расширение, и рассеивание, и воспарение газов — всё это вызывается силой тяжести, которая, вдобавок ко всему, придаёт огню характерную коническую форму. Без гравитации молекулы не разделяются по плотности, и огонь имеет совершенно другую форму.

Какой цвет огня самый горячий

Видим мы всё это благодаря тому, что в процессе горения генерируется световое излучение. Молекулы испускают его, когда нагреваются, и цвет его зависит от температуры элементарных частиц. Самый горячий огонь — белый или голубой. Тип молекул внутри костра также может влиять на цвет. Например, все не вступившие в реакцию атомы углерода образуют небольшие частички сажи, которые, взлетая вверх, испускают жёлто-оранжевый свет. Тот самый, что ассоциируется с костром в первую очередь. Такие вещества, как медь, хлорид кальция и хлорид калия тоже могут добавить свои характерные оттенки в гамму. Костёр — это не только свет, но и тепло. Оно поддерживает огонь, разогревая топливо до или выше температуры возгорания.

В конечном итоге, однако, любой костёр, даже самый большой и жаркий, затухает. Огонь, испустив прощальный дымок, прячется и исчезает. Как будто его и не было никогда. Что ж, такова судьба у всего, что есть в этой Вселенной…

Пламя

Пламя – это газообразная среда, в которой происходит взаимодействие горючего и окислителя, выделяется тепло и развиваются высокие температуры.

Классификация

Пламя классифицируют по:

  • агрегатному состоянию горючих веществ: пламя газообразных, жидких, твердых и аэродисперсных реагентов;
  • излучению: светящиеся, окрашенные, бесцветные;
  • состоянию среды горючее-окислитель: диффузионные, предварительно перемешанных сред;
  • характеру перемещения реакционной среды: ламинарные, турбулентные, пульсирующие;
  • температуре: холодные, низкотемпературные, высокотемпературные;
  • скорости распространения: медленные, быстрые;
  • высоте: короткие, длинные;
  • визуальному восприятию: коптящие, прозрачные, цветные.

В ламинарном диффузионном пламени можно выделить 3 зоны (оболочки).

Внутри конуса пламени имеются:

  • темная зона (300-350 °С), где горение не происходит из-за недостатка окислителя;
  • светящаяся зона, где происходит термическое разложение горючего и частичное его сгорание (500-800 °С);
  • едва светящаяся зона, которая характеризуется окончательным сгоранием продуктов разложения горючего и максимальной температурой (900-1500 °С).

Температура

Температура пламени зависит от природы горючего вещества и интенсивности подвода окислителя. Например:

    для большинства твёрдых материалов – 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 дерева равняется примерно 800–1000 °С.
  • Температура горения пропан-бутана – 800-1970 °С.
  • Температура пламени керосина – 800 °С, в среде чистого кислорода – 2000 °С.
  • Температура горения бензина – 1300-1400 °С.
  • Температура пламени спирта не превышает 900 °С.
  • Температура горения магния – 2200 °С; значительная часть излучения в УФ-диапазоне.
Читайте так же:
На что обратить внимание при выборе мультиварки

Наиболее высокие известные температуры горения:

  • дицианоацетилен C4N2 5260 К (4990 °C) в кислороде и до 6000 К (5730 °C) в озоне;
  • дициан (CN)2 4525 °C в кислороде.

Так как вода обладает очень большой теплоёмкостью, отсутствие водорода в горючем исключает потери тепла на образование воды и позволяет развить большую температуру.

Скорость распространения

Распространение пламени по предварительно перемешанной среде (невозмущенной), происходит от каждой точки фронта пламени по нормали к поверхности пламени. Величина такой нормальной скорости распространения пламени (далее – НСРП) является основной характеристикой горючей среды. Она представляет собой минимальную возможную скорость пламени. Значения НСРП отличаются у различных горючих смесей – от 0,03 до 15 м/с.

Распространение пламени по реально существующим газовоздушным смесям всегда осложнено внешними возмущающими воздействиями, обусловленными силами тяжести, конвективными потоками, трением и т.д. Поэтому реальные скорости распространения пламени всегда отличаются от нормальных. В зависимости от характера горения скорости распространения пламени имеют следующие диапазоны величин при:

  • дефлаграционном горении – до 100 м/с;
  • взрывном горении – от 300 до 1000 м/с;
  • детонационном горении – свыше 1000 м/с.

Цвет пламени определяется излучением электронных переходов (например, тепловым излучением) различных возбужденных (как заряженных, так и незаряженных) частиц, образующихся в результате химической реакции между молекулами горючего и кислородом воздуха, а также в результате термической диссоциации. В частности, при горении углеродного горючего в воздухе, синяя часть цвета пламени обусловлена излучением частиц CN ±n , красно-оранжевая — излучением частиц С2 ±n и микрочастиц сажи. Излучение прочих образующихся в процессе горения частиц (CHx ±n , H2O ±n , HO ±n , CO2 ±n , CO ±n ) и основных газов (N2, O2, Ar) лежит в невидимой для человеческого глаза УФ и ИК части спектра. Кроме того, на окраску пламени сильно влияет присутствие в самом топливе, деталях конструкции горелок, сопел и так далее соединений различных металлов, в первую очередь натрия. В видимой части спектра излучение натрия крайне интенсивно и ответственно за оранжево-желтый цвет пламени, при этом излучение чуть менее распространенного калия оказывается на его фоне практически не различимым (поскольку большинство организмов имеют в составе клеток K+/Na+ каналы, то в углеродном горючем растительного или животного происхождения на 3 атома натрия приходится в среднем 2 атома калия).

Источник: Тидеман Б.Е., Сциборский Д.Б. Химия горения. –Л., 1935.

Значение слова пламя

пл а мя, род. и дат. пламени, пламенем, пламени, мн. (устар. редк.) пламена, пламён, пламена, ср. (книж.).

1. Подымающийся над горящим предметом огонь. «Наш скорбный труд не пропадет: з искры возгорится пламя.» А.Одоевский (ответ декабристов Пушкину; вторая часть этого стиха стала лозунгом ленинской «Искры» 1900 г.). Пламя от костра. Длинные языки пламени. «Пламя лютое всю рощу вдруг объемлет.» Крылов .

2. перен. Пыл, жар, воодушевление (поэт. устар.). Любовное пламя. «Погаснет пламя страсти.» Некрасов . «Пламя ревности жестокой.» Пушкин .

3. Светящийся пар или газ, выделяемый при горении некоторыми веществами (хим.). Пламя водорода. Пламя окиси углерода. Излучение пламени.

Этимологический Словарь Русского Языка

Древнерусское – полми (жечь, сжигать).

Литовское – pelni (зола).

Древнепрусское – pelanno (очаг).

В древнерусской литературе слово «пламя» встречается с XI в., хотя возникло оно гораздо раньше.

Читайте так же:
Прибор который ищет провода в стене

Это слово происходит от индоевропейского корня, значившего «жечь, гореть». Однако с подобным значением оно не встречается почти ни в одном индоевропейском языке.

Слово «пламя» произошло от глагола «пылати» и обозначает «огонь, возвышающийся над чем-то горящим».

Словенское и чешское – plamen.

Словарь терминов и определений по средствам охранной и пожарной защиты

Зона горения в газовой фазе с видимым излучением.

Источник: СТ СЭВ 383-87

Тезаурус русской деловой лексики

Словарь Ожегова

ПЛАМЯ, мени, менем, ср. и (устар. и высок.) ПЛАМЕНЬ, меня, менем, м. Горящий и светящийся раскалённый газ, огонь. Языки пламени. Пламя войны (перен.; высок.). Пламя страсти (перен.; высок.). Пламень души (душевные силы). Гори (всё) синим пламенем! (то же, что гори всё огнём; см. гореть в 1 знач.) (прост.).

| прил. пламенный, ая, ое (спец.). Пламенная печь (заводская печь, в к-рой обрабатывают материал жаром пламени).

Словарь Ефремовой

  1. ср.
    1. :
      1. Огонь, подымающийся над горящим предметом.
      2. Что-л. напоминающее огонь, подымающийся над горящим предметом.
      1. Жар, зной, тепло.
      2. перен. Страсть, воодушевление.

      Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

      — см. Сатирические журналы.

      (хим.). — Из химических реакций, встречающихся в обыкновенной жизни, всегда возбуждали большой интерес реакции, сопровождающиеся выделением значительного количества тепла и света. Сюда относятся явления горения, некоторые случаи разложения и пр. Относительно всех этих случаев говорят, что образуется «огонь». Иногда появление «огня» сопровождается новым явлением — образованием «пламени». П. наблюдается вообще в тех случаях, когда благодаря выделившемуся при реакции теплу начинают светиться пары или газы, принимающие то или другое участие в реакции. Свойства их и определяют характер П. Этим объясняется образование пламени при горении на воздухе дерева, керосина и тому подобных веществ, так как все они при температуре горения выделяют газообразные продукты, которые, собственно, и подвергаются процессу горения. По этой же причине железо горит без П., так как ни оно, ни продукт его горения не летучи в этих условиях (хотя у поверхности его и находится слой сильно накаленного воздуха, но по его незначительности и по слабой светимости его не заметно). Изучением свойств П. (главным образом в явлениях горения, на чем мы и остановимся) в текущем столетии занимались многие ученые (Дэви, Фарадей, С. К. Девиль, Франкланд и др.); оно имеет как теоретический интерес, так и практический, так как с ним связано множество вопросов, имеющих большое значение в технике, напр., для освещения, для металлургических процессов и пр. П. какого-либо тела в различных частях вообще имеет обыкновенно различные свойства; для получения однородного пламени нужно, чтобы горючее тело образовало однородную смесь с воздухом, в обыкновенных же условиях, напр., при горении свечи, лампы, дерева и пр., этого не бывает. Рассматривая, напр., П. стеариновой свечи, мы видим внутри у самой светильни темный конус — это постоянно образующиеся тяжелые пары веществ, пропитывающих светильню, смешанные с продуктами разложения. Температура здесь благодаря постоянному испарению невелика. Темный конус окружен светлым конусом, где происходит самый энергичный процесс горения; наконец, замечается третий, едва заметный, внешний конус — здесь в избытке кислорода догорает все то, что не успело сгореть раньше (подробности и рис. П. см. Паяльная трубка, Горение). П. бывает обыкновенно вытянуто по вертикальному направлению благодаря тому, что накаленные газы легче воздуха и поднимаются вверх, но ему можно придать какой угодно наклон, устраивая искусственную тягу или дутье (см., например, Паяльная трубка). Форму и величину П. при прочих равных условиях можно изменить, увеличивая или уменьшая приток воздуха или содержание в нем кислорода. Если, напр., горящую свечу внести в атмосферу, бедную кислородом, то П. вытягивается, так как горючие пары успеют пройти дальше прежде, чем найдут достаточное количество кислорода для своего сгорания, и пр. П. можно изменить также, изменяя скорость обращения в пар горящего тела, например, увеличивая или уменьшая поверхность испарения или температуру его и пр. Температура пламени зависит от степени перемешивания горящих паров с воздухом. Наивысшая температура получается тогда, когда горючие пары или газы являются тесно смешанными с таким количеством воздуха, которое только необходимо для их полного сжигания; избыток воздуха вреден, так как для нагревания его должно расходоваться тепло. С другой стороны, здесь играет роль темп. взятого воздуха, так как, если взять воздух холодный, то должно быть затрачено некоторое количество тепла, чтобы нагреть его до той темп., при которой он может вступить в реакцию; поэтому для получения наиболее высоких температур, напр., при металлургических процессах, воздух предварительно прогревают. Понятно также, что замена воздуха кислородом должна увеличить темп. пламени. Химические реакции, которые производятся П., бывают различны и зависят как от его темп., так и от его состава. В одних случаях важно тепло, в нем находящееся, напр., для разного рода плавок, перегонок и множества операций, требующих высокой темп.; в других — оно само своими составными частями принимает участие в реакции. Если в П. находится избыток кислорода, то при своей высокой темп. оно является энергичным окислителем; если же П. является результатом неполного горения, содержит, напр., окись углерода, водород, углеводороды и пр., то, наоборот, представляет энергичный восстановитель. Присутствие сернистого газа, как это иногда бывает, сказывается в образовании сернистых соединений, сернокислых и пр. Один из вопросов, который наиболее занимал ученых при изучении П., это — напряженность его света. Известно, что одно П. является очень бледным, почти незаметным, напр., П. водорода, спирта и пр., тогда как другое, напр., ацетиленовое, необыкновенно ярко, ослепительно. Дэви, основываясь на том факте, что введением порошков нелетучих тел можно значительно увеличить силу света пламени, высказал мысль, что и вообще свет пламени зависит от присутствия в нем твердых частичек, которые являются или как продукт разложения горящего тела (напр., при горении свечи, масла, дерева — это частички угля), или как продукт горения (напр., при горении магния — магнезия). Интенсивность света пламени должна зависеть от количества этих частичек, их температуры и от их лучеиспускательной способности. Применяясь к мысли Дэви, являлся понятным тот факт, что водород или окись углерода горят почти бесцветным пламенем. С другой стороны, простой опыт, казалось, нагляднейшим образом показывает на присутствие, напр., частичек угля в горящей свече. Именно достаточно ввести в П. холодный предмет, как он тотчас покрывается сажей. Мнение Дэви держалось продолжительное время. Только в конце 60-х годов Франкланд показал, что явление не так просто, как казалось раньше. Прежде всего, он нашел, что если водород или окись углерода горят в сжатом кислороде (до 20 атм.), то П. становится блестящим; то же происходит и с пламенем спирта; затем он указал, что мышьяк горит в кислороде ослепительно ярким П., между тем как сам мышьяк и мышьяковистая кислота кипят при 200°, и потому невозможно допустить их существование при горении в твердом виде. То же можно сказать и относительно фосфора. Франкланд указывает, что выделяющаяся на холодном предмете сажа не является чистым углеродом, а всегда содержит водород (она есть как бы углеводород). Из своих опытов он выводит заключение, что свет пламени зависит от присутствия в нем накаленных тяжелых паров или газов, лучеиспускательная способность которых значительно возрастает с плотностью.

      голоса
      Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector