מדוע אש חמה? כמה חם?

אש היא חמה מכיוון שאנרגיה תרמית (חום) משתחררת כאשר קשורים כימיים נשברים ונוצרים במהלך א בעירה תגובה. בעירה הופכת דלק וחמצן לפחמן דו חמצני ומים. אנרגיה היא נדרש כדי להתחיל את התגובה, לשבור קשרים בדלק ובין אטומי חמצן, אך הרבה יותר אנרגיה משתחררת כאשר אטומים נקשרים יחד לפחמן דו חמצני ומים.

דלק + חמצן + אנרגיה → פחמן דו חמצני + מים + אנרגיה נוספת

גם קל וגם חום משתחררים כאנרגיה. להבות הן עדות גלויה לאנרגיה זו. להבות מורכבות בעיקר גזים חמים. אמרים זוהרים מכיוון שהעניין חם מספיק כדי לפלוט אור ליבון (כמו כמו מבער תנור), ואילו הלהבות פולטות אור מגזים מיוננים (כמו נורת ניאון). אור האש הוא אינדיקציה גלויה לתגובת הבעירה, אך גם אנרגיה תרמית (חום) עשויה להיות בלתי נראית.

על קצה המזלג: האש חמה מכיוון שהאנרגיה המאוחסנת בדלק משתחררת לפתע. האנרגיה הנדרשת כדי להתחיל בתגובה הכימית היא הרבה פחות מהאנרגיה המשתחררת.

טעימות עיקריות: מדוע אש חמה?

אין טמפרטורה יחידה לשריפה מכיוון שכמות האנרגיה התרמית המשתחררת תלויה בכמה גורמים, כולל ההרכב הכימי של הדלק, זמינות החמצן וחלק הלהבה נמדד. שריפת עץ עשויה לעלות על 1100 מעלות צלזיוס (פרנהייט 2012), אך סוגים שונים של עצים שורפים בשעה טמפרטורות שונות. לדוגמה, אורן מייצר יותר מפי שניים מחום אשוח או ערבה ועץ יבש שורף חם יותר מעץ ירוק. פרופאן באוויר שורף בטמפרטורה דומה (1980 מעלות צלזיוס), ובכל זאת הרבה יותר חם בחמצן (2820 מעלות צלזיוס). דלקים אחרים כמו אצטילן בחמצן (3100 מעלות צלזיוס) שורפים חם יותר מכל עץ.

צבע האש הוא מד גס עד כמה חם. אש אדומה עמוקה היא בערך 600-800 מעלות צלזיוס (1112-1800 מעלות פרנהייט), צהוב כתום הוא בערך 1100 מעלות צלזיוס (2012 ° פרנהייט), ולהבה לבנה עדיין דוממת יותר, החל 1300-1500 צלזיוס (2400-2700 ° פרנהייט). להבה כחולה היא החמה מכולן, בטווח של 1400-1650 מעלות צלזיוס (2600-3000 מעלות פרנהייט). להבת הגז הכחולה של מבער בונסן חמה בהרבה מהלהבה הצהובה מנר שעווה!

החלק החם ביותר של הלהבה הוא נקודת הבעירה המרבית, שהיא החלק הכחול של הלהבה (אם הלהבה שורפת כל כך חם). עם זאת, לרוב התלמידים המבצעים ניסויים במדע נאמר להשתמש בחלק העליון של הלהבה. למה? מכיוון שהחום עולה, כך שראש קונוס הלהבה הוא נקודת איסוף טובה לאנרגיה. כמו כן, לחרוט הלהבה יש טמפרטורה קבועה למדי. דרך נוספת לאמוד את אזור החום הרב ביותר היא לחפש את החלק הבהיר ביותר של להבה.

הלהבה החמה ביותר שהופקה אי פעם הייתה על 4990 מעלות צלזיוס. שריפה זו נוצרה תוך שימוש ב dicyanoacetylene כדלק ואוזון כמחמצן. יתכן וייעשה אש קרירה. לדוגמה, להבה סביב 120 מעלות צלזיוס עשויה להיווצר באמצעות תערובת דלק אוויר מוסדרת. עם זאת, מכיוון שלהבה צוננת כמעט ולא עוברת את נקודת הרתיחה של מים, סוג זה של אש קשה לתחזק ויוצא בקלות.

למידע נוסף על אש ולהבות על ידי ביצוע פרויקטים מדעיים מעניינים. לדוגמה, למד כיצד מלחי מתכת משפיעים על צבע הלהבה לפי עושה אש ירוקה. השתמש בכימיה כדי להפעיל אש בלי להשתמש בגפרורים. האם אתה עומד לפרויקט מרגש באמת? תן לנסות להדליק את האש.

• שמידט-רוהר, K (2015). "מדוע בעירות תמיד אקזוטריות, מניבות כ -418 ק"ג לשומה של O₂". י. כימ. לחנך. 92 (12): 2094–99. doi:10.1021 / acs.jchemed.5b00333