Температура горения свечи

Рассмотрим подробнее тему: Температура горения свечи - актуальные тенденции и тренды 2019 года.

0
1027

Температура свечи

Свечи создают праздник.Они дают свет, тепло и уют.Однако для любознательных людей пламя свечи всегда являлось объектом исследования.Что происходит в пламени? Почему оно не однородно по цвету? Какая температура внутри? Если отвечать на вопросы кратко, только для справки, то о парафиновой свече известно следующее:

В пламени различают три основные зоны.Первая зона – почти бесцветная, с синим оттенком, самая близкая к фитилю.Это зона испарения парафина.Так как кислород сюда не проникает, то газы здесь не горят.Температура самая низкая – около 600 °С.Во второй, самой яркой зоне, происходит горение.Температура достигает 800-1000 °С.Свечение оранжевого и красного цвета вызвано раскаленными частицами углерода.Третья, внешняя зона – самая горячая.Здесь происходит полное сжигание углерода и температура достигает 1400 °С.Достаточно, чтобы обжечься!

Интересно то, что объединение свечей в связки реально позволяет понизить температуру пламени примерно на 200°C или 15%.Этот феномен можно объяснить наличием большого числа фитилей внутри пламени, которое обуславливает интенсивное испарение воска, который в свою очередь вытесняет газы из зоны горения, еще прежде, чем они успевают полностью прогореть.Однако даже таким понижением температуры нельзя объяснить тот факт, что связки свечей по 33 шт., зажженных от святого огня в православную пасху, не обжигают людей.Здесь может быть только психологическое объяснение, а не физическое.

Майкл Фарадей писал, что «Явления, наблюдающиеся при горении свечи, таковы, что нет ни одного закона природы, который при этом не был бы так или иначе затронут».Хочется отдельно отметить его великолепный исследовательский труд, опубликованный в 1861 г.«История свечи».На русском языке он был опубликован в серии «Библиотечка „Квант“», выпуск 2.В Интернете книга доступна по ссылке История свечи.На английском по ссылке M.Faraday, «The chemical history of a candle» Фарадей был удивительным ученым.Он изучал физические явления самозабвенно, с любовью.Он всегда находил самый простой и доступный способ изложения своих результатов.Вот строчки из вводной главы книги:

«Прежде чем я приступлю к изложению, разрешите мне предупредить вас: несмотря на глубину избранного нами предмета и несмотря на наше честное намерение разобраться в нем серьезно и на подлинно научном уровне, я хочу подчеркнуть, что не собираюсь адресоваться только к подготовленным ученым из числа здесь присутствующих.Я беру на себя смелость говорить с молодежью, и говорить так, как если бы я сам был юношей.Так я поступал и раньше, так, с вашего разрешения, буду поступать и теперь.И хотя я с полной ответственностью сознаю, что каждое произносимое мною слово адресуется в конечном счете всему миру, такая ответственность не отпугнет меня от того, чтобы и на этот раз говорить так же просто и доступно с теми, кого я считаю всего ближе к себе.»

Лекции Фарадея не были сухими и скучными.В них всегда присутствовала поэзия и личное отношение автора к предмету.В вышеупомянутом научном труде о свече он пишет:

«Сравните блеск золота и серебра и еще большую яркость драгоценных камней — рубина и алмаза, — но ни то, ни другое не сравнится с сиянием и красотой пламени.И действительно, какой алмаз может светить как пламя? Ведь вечером и ночью алмаз обязан своим сверканием именно тому пламени, которое его освещает.Пламя светит в темноте, а блеск, заключенный в алмазе, — ничто, пока его не осветит пламя, и тогда алмаз снова засверкает.Только свеча светит сама по себе и сама для себя или для тех, кто ее изготовил.»

Исследование горения свечи продолжается и в настоящее время.Несмотря на то, что экспериментировать с огнём на космических станциях очень опасно, в 1996 г.на МКС «Мир» были сожжены 80 свечей, и оказалось, что свеча, полностью сгорающая на Земле за 10 мин, может гореть на станции 45 мин.Однако пламя было очень слабым и голубоватым, его даже нельзя было заснять на видеокамеру и, чтобы доказать существование этого пламени, пришлось вносить в него кусочек воска и снимать, как он плавится.Процесс горения в условиях невесомости может поддерживаться только за счёт молекулярной диффузии или искусственной вентиляции.Без вентиляции тепловое излучение очага горения лишь охлаждает его и в конце концов может остановить процесс, не оставляя даже дыма.В обычных же условиях тепловое излучение служит положительной обратной связью, поддерживающей горение.Поэтому для прекращения пожара в невесомости достаточно выключить вентиляцию и немного подождать.

И в заключение заметки отметим, что сколько бы новых энергосберегающих лампочек не изобретали в наше время, свеча останется самой красивой, волшебной и притягательной для людей.Наверное, природное горение отражает все те же законы гармонии, по которым создан и живет человек.

Счастливого и светлого Нового года!

Похожие по тематике статьи на сайте:

Какова температура пламени горения свечи?

Всё будет зависеть от самого цвета пламени свечи.Она может достигать от 750-1400°С

Температура пламени горения свечи

Горение — сложный физико-химический процесс и оно не возможно без кислорода.Концентрация, содержание кислорода в зоне горения обуславливает цвет пламени.При большой концентрации кислорода пламя красное и коптящее, так как материал не успевает полностью сгореть (и окислиться до воды Н20 и двуокиси углерода СО2) и продукты горения содержат уголь.При недостатке кислорода — пламя с голубоватым оттенком, так как образуется оксид углерода СО.

В пламени свечи имеется три зоны.Первая нижняя — у фитиля, вторая в центре и третья — верхняя часть и самая горячая.В этих зонах различное содержание кислорода и различные продукты сгорания.

Температура пламени горения свечи в зависимости от зоны равна 600-1400град Цельсия (в нижней зоне 600град, в центре и самой яркой — 1000град, кончик пламени 1400град).

Что мы знаем о парафиновых свечах и температуре пламени?

Продолжаю и заканчиваю тему огня и свечей, начатую в недавних статьях.Сегодняшняя статья будет теоретической – как появились свечи, как они устроены и работают, что из себя представляет парафин, какая температура пламени свечи – все это будем разбирать сегодня.

Немного истории

Прежде, чем начать, хочу посоветовать тем, кто заинтересовался темой свечей и огня, почитать замечательную книгу английского ученого Майкла Фарадея «История свечи».Ее легко можно найти и бесплатно скачать в интернете.Именно на эту книгу я буду опираться в своем сегодняшнем рассказе об устройстве свечи и пламени.

Есть предположения, что впервые свечи появились в Древнем Египте.Материалом для них служили растительные и животные жиры, например, говяжье или баранье сало.Именно поэтому на Руси такие свечи называли сальными.

Фитили поначалу делали из щепок, затем стали использовать вымоченную сердцевину тростника.В том же Египте для изготовления фитиля использовали папирус, свернутый в трубочку и смоченный животным жиром.

Позже, уже в Средние века, фитили стали делать из туго скрученных или плетеных растительных волокон.Чтобы они лучше горели, их смачивали растворами селитры или хлористого аммония.

В настоящее время фитиль делают из хлопчатобумажных нитей, которые пропитывают растворами солей фосфорной и борной кислот.Это нужно для того, чтобы фитиль сгорал полностью, без остатка, без образования нагара или хотя бы с как можно меньшим его количеством.

Сами свечи внешне были совершенно далеки от нынешних – плошки с налитым в них жиром.Чуть позже появились и более-менее похожие на нынешние формы свечей – когда стали использовать обрезки того же тростника, бамбука или камыша.В общем, кто во что горазд.Конец этому беспределу положили древние римляне, которые догадались, как использовать свойства животного жира.Раз он очень быстро застывает, то не использовать ли его как форму, не заморачиваясь с плошками и сосудами из камыша?

Сказано – сделано.Так появились свечи, которые стали называть моканными или макаными.Для их изготовления фитиль опускали в растопленный жир и ждали, пока он застынет, покрыв фитиль тонким слоем.Затем снова опускали (макали) в растопленный жир, получая таким образом второй слой.И снова, и снова… Такая технология изготовления свечей просуществовала аж до 15-го века.

Именно в 15 веке неугомонные французы придумали использовать литые формы для свечей.Фитиль пропускали через форму конусовидной формы, заливали ее свечной массой (кроме воска, он не подходил для этого), ждали, пока застынет, после чего вытряхивали полученный продукт, в результате получалась коническая свеча, стоящая на устойчивом широком основании.

Не забываем, что до сих пор речь шла о сальных свечах.Их явным недостатком было то, что они воняли (сами знаете, какой неприятный запах издает нагретый животный жир) и нещадно чадили, покрывая все в жилище копотью.

История свечей из жира закончилась только в начале 19 века, когда французский химик Мишель Эжен Шевроль синтезировал стеарин.С его появлением закончилась эра копоти и неприятного запаха.Зато появилась проблема изготовления — технологии макания и литья не годилась из-за своей невысокой производительности.

Извечные противники французов – англичане – придумали новую технологию изготовления свечей, где свечи из формы вынимались автоматически.Благодаря этой придумке производство свечей резко увеличилось.

А когда в 1850 году был получен парафин, для огня настал настоящий праздник – все жилища осветились чистыми, непахнущими свечами.Их недостаток, правда, был в том, что парафин имеет низкую температуру плавления, и такие свечи быстро оплывали, поэтому их стали делать из смеси парафина со стеарином, получив замечательное средство для освещения жилищ.

Но это оказалось лебединой песней свечи – технологии на месте не стояли, сначала появились керосиновые лампы, а в конце 19 века – и электрические.В 1879 году Эдисон поразил мир лампой накаливания.

Чем закончилось дело, мы знаем.Электрическое освещение сейчас везде.Больше всего свечей, пожалуй, используется церковью.Также свечи остались как атрибут романтических вечеров и дань энергетикам с внезапными отключениями света.

Когда-то, года три назад, я писала небольшой рассказ, с которым участвовала в интернет-конкурсе фантастических рассказов.Я не прошла даже в отборочный тур, так как мой рассказ не вписался в условия конкурса, ну да ладно.Все равно это был лишь случайный, совершенно спонтанный всплеск моих литературных способностей, который затих также быстро, как и начался.Больше я даже и не пыталась ничего писать.

Чтобы рассказ не валялся просто так «в столе» (на жестком диске компьютера то есть), выкладываю его сюда, не пропадать же добру .Загляните, если интересно, он как раз частично связан со свечами.

Как «работает» свеча

Если у вас дома есть свечка, попробуйте, зажгите парафин, из которого она сделана.Я имею ввиду, не подожгите фитиль, а попробуйте поджечь сам парафин, то есть твердое вещество, «тело» свечи.Получилось?

А теперь подожгите фитиль.Парафин, соприкасающийся с ним, тает, образуя вокруг фитиля углубление, заполненное жидким парафином.А теперь наклоните свечку так, чтобы лужица жидкого парафина потекла и попала на фитиль.Что получилось?

Такой опыт мы проделывали с сыном, когда «играли с огнем», о чем я писала в двух предыдущих статьях.Жидкий парафин потушил огонь, как обычная вода.Почему так происходит?

Дело в том, что фитиль, как я уже писала выше, сделан из скрученных или плетеных нитей.Вот смотрите, я специально разобрала обычную магазинную свечу.В ней фитиль выполнен плетеной «косичкой».

Таким образом, площадь поверхности у фитиля достаточно большая.Расплавленный у основания фитиля жидкий парафин пропитывает фитиль и по его капиллярам поднимается вверх, в зону горения.Там температура достаточно высокая, парафин начинает испаряться, и вот как раз эти пары и горят.

Таким образом, те, кто думают, что горит фитиль, ошибаются, это горят пары парафина.Фитиль служит своеобразным транспортом, доставляющим парафин в зону горения – расплавленный от тепла парафин поднимается по капиллярам фитиля вверх и горит.

Свойства пламени

Пламя имеет форму конуса за счет того, что поднимающиеся потоки воздуха обтекают его со всех сторон.Образующиеся продукты горения – углекислый газ и вода – поднимаются вверх вместе с теплым воздухом, нагретым, от огня, образуя язычок пламени.Потоки воздуха охлаждают внешнюю поверхность свечи, поэтому ее спокойно можно держать рукой почти без риска обжечься.Я говорю «почти», потому что плавящийся и стекающий парафин все-таки довольно горячий, температура здесь может быть в пределах 45-65 градусов.Конечно, смертельный ожог вы не получите, но приятно тоже не будет.

Как я уже рассказывала в одной их предыдущих статей, пламя свечи состоит из трех достаточно хорошо видимых зон разного цвета.Приведу фото, взятое мной из интернета:

Нижняя часть пламени имеет сине-фиолетовый цвет.Здесь находятся тяжелые пары парафина, которые смешаны с воздухом.Если вы внесете в эту часть спичку, то она загорится лишь спустя некоторое время, не сразу.Эта часть наименее горячая, она имеет температуру 300-350 градусов.Некоторые ловкачи даже демонстрируют залихватское тушение свечи пальцами именно в этой части пламени.

Во второй части температура пламени достигает 500-800 градусов.Здесь самое яркое пламя из-за того, что именно здесь происходит разложение углеводородов, образующиеся частицы чистого угля сильно накаляются и излучают свет.Именно из-за этого образующегося угля свеча иногда может коптить – если он сгорает не полностью по каким-то причинам.Например, мало кислорода или фитиль сделан из неподходящего материала.Тогда углерод и выпадает в виде сажи – копоти.

Самая горячая часть – верхняя.Если помните, на уроках химии в школе учитель наверняка говорил вам во время практических и лабораторных работ, что пробирку нужно нагревать в верхней части пламени, так она быстрее нагреется.Здесь температура 900-1500 градусов.В этой внешней части пламени полностью сгорают углеводороды с образованием углекислого газа и воды.Это пламя практически не видно, оно почти не светится.

Почему такой разброс температур, например 900-1500 градусов? Это зависит от природы сгорающего вещества, а также концентрации и скорости подвода к нему окислителя, например, кислорода воздуха или же чистого кислорода (например, в лабораторных условиях).

Не будем путать воск, стеарин и парафин.Это три разных вещества.

Воск состоит из сложных эфиров жирных кислот растительного и животного происхождения.

Стеарин – это воскоподобная смесь пальмитиновой и стеариновой кислот (иногда еще есть олеиновая), содержащая примеси некоторых других насыщенных и ненасыщенных жирных кислот.Стеарин жирный на ощупь (отсюда и произошло название – от греческого слова stear – сало, жир), белого или желтоватого цвета, плавится при температуре 50-65 градусов.

Парафин – смесь насыщенных углеводородов, также имеет воскоподобную консистенцию, бесцветный.Он легче воды, плавится в интервале температур 45-65 градусов.

Получают его, в основном, при переработке нефти.При комнатной температуре он химически инертен, а при высокой температуре сгорает с образованием углекислого газа и воды.

Именно из него в настоящее время готовят свечи в промышленном масштабе.Если же вы хотите сделать свечу самостоятельно, то можете найти и купить для этого в разных интернет-магазинах и воск, и стеарин, и парафин.В общем, все, что пожелаете.

О том, как сделать свечу своими руками, я сейчас рассказывать не буду.Возможно, чуть позже напишу об этом отдельную статью.

Еще немного похимичим

Какие еще эксперименты можно провести с обычной парафиновой свечкой?

Задуйте ее.Смотрите, от фитиля идет шлейф дыма с достаточно сильным запахом.Попробуйте быстро поджечь эту дымящуюся ленту.Вы увидите, как пламя побежит по ней к фитилю, и тот снова загорится.

Так происходит потому, что вот этот белый шлейф, идущий от задутой свечи, это пары парафина, которые не успели сгореть.

Вот и все на сегодня.Надеюсь, эта статья была интересна для вас.

А я немного похвастаюсь: недавно участвовала в конкурсе по вязанию домашних тапочек на блоге Ольги Смирновой и совершенно неожиданно получила приз за свой небольшой мастер-класс по вязанию тапочек-следков.Было очень приятно

Удачи! До встречи в следующей статье!

KidsChemistry теперь есть и в социальных сетях.Присоединяйтесь прямо сейчас! Google+ , В контакте , Одноклассники , Facebook , Twitter

Завораживающее пламя свечи: в чем его сила

Пламя, огонь: что это?

Пламя — это одна из форм огня, возникающего при горении, газообразная среда, состоящая из частиц ионов.Температура может быть различной, сам огонь с цветным пламенем, желтым или даже невидимым.Пламя, которое обычно наблюдает человек, это поток раскаленного газа, поднятого вверх за счет Архимедовой силы (газы всегда поднимаются).Парафин или воск постепенно прогревается от горения.Поэтому у основания фитиля пламя синего цвета за счет того, что там практически нет доступа кислорода.Соединение с кислородом, образует желтое горение.Зоны желтого пламени горячее, зона синего — холоднее.

Материал свечи и температура горения

Существует несколько видов свечей на основании материала, используемого при изготовлении.Это:

Иногда те экземпляры, которые попадают в розничную сеть, содержат некоторую долю стеарина (около 25%).В чистом виде стеариновые свечи в свободной продаже практически не встречаются.Это объясняется мерами безопасности, так как температура стеариновой свечи при горении, вернее ее пламени, может достигать 1500 градусов.Но использование стеарина выгоднее, так как он меньше выделяет вредных веществ при горении, раскладывается в грунте, не коптит при горении.

У многих людей часто возникает вопрос: является ли пламя свечи физическим телом? Вопрос странный и ответ можно найти в любом энциклопедическом справочнике.Огонь, как и пламя, не имеет постоянной массы, объема, соответственно не может являться физическим телом.Пламя — это тепловая, химическая реакция между горючим веществом и кислородом.Огонь не имеет ни постоянного веса, ни объема.

Оригинальная новинка — свечи с разноцветным пламенем

Так же людей, которые несерьезно относились к урокам физики, химии в школе, интересует, почему свечи горят с разноцветным пламенем.Предприимчивые люди использовали это свойство для создания собственного бизнеса.Сегодня в розничной сети можно встретить наборы праздничных свечей, которые способны гореть разным цветом.Как правило, сама свечка окрашена в цвет предполагаемого огня.

Технологию не так давно применил китайский бизнесмен, который создал компанию и заполнил мировой рынок оригинальными свечами.Такие свечи не производят из воска или парафина.Это специальные солевые соединения.Внешний вид и строение ничем не отличается от привычных аналогов, но вот при зажигании, похоже, что совершается некое таинство.Ничего таинственного, просто надо заныть, что и с чем соединять.Например:

  • присутствие нитрата натрия (кухонная соль) дает желтый, оранжевый цвет;
  • нитрат стронция окрасит пламя в ярко красный цвет;
  • наличие солей меди и хлорида бария гарантирует зеленый цвет пламени;
  • стеарат меди — синий цвет;
  • соли хлорида калия окрасят огонь в красивый, насыщенный фиолетовый цвет.

Пламя свечи по Фарадею

Если внимательно присмотреться ксвечи, то можно увидеть, что она горит разными оттенками.Всего выделяют три зоны, среди которых самая горячая часть — верхняя часть пламени.Кончик и его температура может достигать 1300°С.

Температура в градусах возле самого фитиля обычно не превышает отметку в 350°С.Верхняя огненная часть, которая самая горячая, имеет самый светлый цвет пламени и обычно состоит из раскаленных паров влаги.

На основе учений Фарадея происходит обучение в современных школах.И хорошо, если учителя берут опыт ученого за основу.Ведь он вел уроки настолько увлеченно, что не заинтересованных учеников в аудитории просо не было.Он был просто влюблен в свою науку, и эта влюбленность моментально передавалась слушателю.Поэтому все теории Фарадея интересны по сегодняшний день.

Форма пламени, его цвета сравнивались им с драгоценными камнями.Он смог пояснить, почему у огня такая форма, в виде капли, и почему синее пламя внизу.Здесь уже рассматривался это вопрос.Стоит напомнить, что синее, значит, самое холодное и горение осуществляется без доступа кислорода.Форма петли или капли, так как огонь, на основании Закона Архимеда тянется вверх.

Иногда можно обнаружить, что не совсем привычное яркое пламя резные свечи дают.Кажется, что это двойное пламя, так как отчетливо видны два язычка.И этот факт науке известен, поэтому объяснить его не сложно.Это не больше чем декоративный эффект.В такой свече просто присутствуют для фитилька.

Почему пламя свечи горит вертикально?

Еще один вопрос, который крайне важен для познавательных личностей: почему в безветрие пламя свечи устанавливается вертикально? Все достаточно просто и ответ есть в школьной программе.Если свеча горит в безветренном пространстве, то это заслуга такого явления как конвенция.У горячего воздуха малая плотность и он вытягивается, стремясь вверх, придавая пламени привычную для нас всех форму.Даже если наклонить свечу в бок, пламя все равно стремиться вверх.

Много магических сил приписывают люди свечам.Например, при колышущемся пламени, можно заподозрить непорядок в доме, семье.Но пусть это останется во власти магов и чародеев.Наука может объяснить, почему пламя горит неравномерно, почему дергается.Даже практические работы на уроках дают научное объяснение этим фактам.Вот примеры некоторых заданий:

  1. Приоткрыть входную дверь и проанализировать, как горит пламя в районе пола возле двери и в верхней части.Если пляшет, прыгает возле пола и отклоняется в сторону комнаты, значит, холодный поток воздуха заходит внутрь.Пламя направлено вверх, в сторону коридора, потоки теплого воздуха выходят.
  2. Затушить свечу и понаблюдать за направлением дыма.Видно, что струйка направлена вверх? Значит, движения холодного, теплого воздуха в комнате нет.Пока парафин не остынет, направление дыма указывает, как горело бы пламя.
  3. Небольшую свечу ставят на блюдце и поджигают, затем нарывают стаканом.Пламя сначала вытягивается, заостряется сверху, а затем гаснет.Вывод прост, без доступа кислорода огонь поддерживаться не будет.
  4. Зажечь свечу, видно, что пламя тянется, горит ярко, сильно, но фитиль не сгорает? Материал, из которого изготовлен фитиль, быстро впитывает жидкий парафин, предохраняя его от преждевременного сгорания.Парафин по мере нагревания выделяет углерод, который поддерживает горение.
  5. Если зажечь свечу и заметно, как сильно трепещет пламя, это может говорить об изменении движения теплых и холодных потоков.Оно движется за теплым воздухом и противостоит холодному.

Наблюдать за движением пламени горящей свечи интересно.Есть в этом что-то магическое, необыкновенное.Этот огонь успокаивает нервы, умиротворяет душу.Недаром все церковные обряды проводятся с горящими свечами.А ведь многие абсолютно не знают, почему в церквях они постоянно горят.

Почему в церквях постоянно зажигают свечи?

Обычай зажигать свечи во время молитвы достаточно древний.Считается, что пришел он из Византии.Считалось, что огонь от свечи — это символ, указывающий путь человеку.Со временем начали вырабатываться определенные правила для зажигания свечей.Сначала зажигали одну свечу, в то время как выносили Евангелие, и только во время его чтения можно было зажигать все остальные.Позже зажигать свечи стали перед всеми иконами и перед священными церковными предметами.

Этот обычай дошел до нашего времени.Зажигая свечу, человек не только мысленно обращается в молитве к богу.В этот момент он обдумывает свои поступки.И горящая свеча — это символ покаяния, стремления к богу.Она дает возможность понять, что человек грешен и раскаивается в своих грехах, просит прощения не только за себя, а и за своих близких, живых или тех, кого уже нет на этом свете.

Ставить свечи нельзя автоматически.В этот момент сердце каждого должно наполняться покаянием, смирением и ощущением полной любви к тому, кому произносится молитва.Свеча, приобретенная в церкви, это символ безграничной любви и веры, полного покаяния.

Не забывайте ставить свечи дома, когда обращаетесь к всевышнему с просьбами.В горящем виде свеча очищает дом от негативной энергии, а разум наполняет светлыми, позитивными мыслями.

Пла́мя — явление, вызванное свечением раскалённой газообразной среды, в ряде случаев содержащей плазму и/или диспергированные твёрдые вещества, в которой происходят физико-химические превращения реагентов, приводящие к свечению, тепловыделению и саморазогреву.

Газообразная среда пламени содержит заряженные частицы (ионы, радикалы), что обусловливает наличие электропроводности пламени и взаимодействие его с электромагнитными полями.На этом принципе построены приборы, способные с помощью электромагнитного излучения приглушить пламя, оторвать от горючих материалов или изменить его форму.

Цвет пламени

Цвет пламени определяется в первую очередь тепловым излучением и излучением квантовых переходов.

Температура пламени

Температура воспламенения для большинства твердых материалов — 300°С.Температура пламени в горящей сигарете — 700—800°С.В спичке температура пламени 750—850 °С, при этом 300°С — температура воспламенения дерева, а температура горения дерева равняется примерно 800—1000 °С.Температура горения пропан-бутана колеблется от 800 до 1970 °С.Температура пламени керосина — 800, в среде чистого кислорода — 2000 °С.Температура горения бензина — 1300—1400 °С.Температура пламени спирта не превышает 900 °С.Температура горения магния — 2200 °С.

Пламя свечи

Обычное пламя, которое мы наблюдаем при горении свечи, пламя зажигалки или спички, представляет собой поток раскалённых газов, вытянутый вертикально за счёт силы Архимеда (горячие газы стремятся подниматься вверх).Сначала фитиль свечи нагревается и парафин начинает испаряться.Для зоны 1, самой нижней, характерно небольшое синее свечение — там много топлива и мало кислорода.Поэтому, происходит неполное сгорание топлива с образованием CО, который, окисляясь на самом крае конуса пламени, придает ему синий цвет.В зону 2 за счет диффузии проникает больше кислорода, там происходит дальнейшее окисление топлива температура больше, чем в зоне 1, но его все же недостаточно для полного сгорания топлива.В зоне 1 и зоне 2 содержатся не сгоревшие капельки топлива и частицы угля.Из-за сильного нагревания они светятся.Испарившееся топливо и продукты его горения — углекислый газ и вода — почти не светятся.В зоне 3 концентрация кислорода ещё больше.Там происходит догорание не сгоревших частиц топлива, которые светились в зоне 2, поэтому эта зона почти не светится, хотя там самая высокая температура.

Классификация

Пламя классифицируют по:

  • агрегатному состоянию горючих веществ : пламя газообразных, жидких, твёрдых 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: тёмная зона (300−350 °C), где горение не происходит из-за недостатка окислителя; светящаяся зона, где происходит термическое разложение горючего и частичное его сгорание (500−800 °C); едва светящаяся зона, которая характеризуется окончательным сгоранием продуктов разложения горючего и макс.температурой (900−1500 °C).Температура пламени зависит от природы горючего вещества и интенсивности подвода окислителя.

Распространение пламени по предварительно перемешанной среде (невозмущённой), происходит от каждой точки фронта пламени по нормали к поверхности пламени.Величина такой НСРП является основную характеристикой горючей среды.Она представляет собой минимально 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 П.всегда отличаются от нормальных.В зависимости от характера горения скорости распространения П.имеют след.диапазоны величин: при дефлаграционном горении − до 100 м/с; при взрывном горении − от 300 до 1000 м/с; при детонационном горении − св.1000 м/с.

Окислительное пламя

Расположено в верхней, самой горячей части пламени, где горючие вещества практически полностью превращены в продукты горения.В данной области пламени избыток кислорода и недостаток топлива, поэтому помещённые в эту зону вещества интенсивно окисляются.

Восстановительное пламя

Это часть пламени, наиболее близко расположенная к центру или чуть ниже центра пламени.В этой области пламени много топлива и мало кислорода для горения, поэтому, если внести в эту часть пламени вещество, содержащее кислород, то кислород отнимается у вещества.

Проиллюстрировать это можно на примере реакции восстановления сульфата бария BaSO4.С помощью платиновой петли забирают BaSO4 и нагревают его в восстановительной части пламени спиртовой горелки.При этом сульфат бария восстанавливается и образуется сульфид бария BaS.Поэтому пламя и называют восстановительным.

Цвет пламени зависит от нескольких факторов.Наиболее важны: температура, наличие в пламени микрочастиц и ионов, определяющих эмиссионный спектр.

Применение

Пламя (окислительное и восстановительное) используется в аналитической химии, в частности, при получении окрашенных перлов для быстрой идентификации минералов и горных пород, в том числе в полевых условиях, с помощью паяльной трубки.

Пламя в невесомости

  • Горение, в том числе беспламенное горение.
  • Огонь
  • Пирохимический анализ — методы обнаружения химических элементов по различному окрашиванию пламени.

Литература

Тидеман Б.Г., Сциборский Д.Б. Химия горения.— Л., 1935.

Горение свечи

Процесс горения свечи

1.Рабочее вещество, образующее тело свечи (парафин, стеарин, воск и т.д.).

3.Кислород воздуха.

Рабочее вещество в процессе горения свечи переходит из твердого состояния в жидкое под воздействием температуры пламени.Растопленный парафин пропитывает фитиль свечи, поднимаясь по капиллярам в его верхнюю часть, где под воздействием высокой температуры испаряется.Пары парафина вступают в реакцию окисления с кислородом окружающего воздуха, таким образом возникает горение.Фитиль, как правило, изготавливается методом плетения из различных материалов.Структура фитиля должна создавать капиллярный эффект для расплавленного парафина.

Само пламя свечи разделяют на три области:

1.Нижняя часть пламени — наиболее холодная зона, имеющая меньшую яркость свечения.Эта зона образована в основном тяжелыми парами парафина.

2.Более яркая область в центре пламени состоит из раскаленных частичек углерода.Эта часть имеет более высокую температуру.

3.Самая верхняя область – область, в которой находятся продукты сгорания парафина – углекислый газ и водяной пар.Область обладает высокой температурой.

Ели внести стеклянную трубку в нижнюю часть пламени, то из отверстия будет выходить белый пар, который можно поджечь, это и есть пары парафина.

При внесении холодного предмета в среднюю часть пламени можно наблюдать , что предмет закоптится.Это говорит о том, что в данной области много свободного углерода.

Если в различные области пламени внести лучину, то вы увидите, что она будет обугливаться только в верхней области, поскольку именно там самая высокая температура.

Температура открытого пламени и огня в зажигалке

Пламя — это явление, которое вызвано свечением газообразной раскалённой среды.В некоторых случаях оно содержит твёрдые диспергированные вещества и (или) плазму, в которых происходят превращения реагентов физико-химического характера.Именно они и приводят к саморазогреву, тепловыделению и свечению.В газообразной среде пламени содержатся заряженные частицы — радикалы и ионы.Это объясняет существование электропроводности пламени и его взаимодействие с электромагнитными полями.На таком принципе построены приборы, которые могут приглушить огонь, изменить его форму или оторвать его от горючих материалов при помощи электромагнитного излучения.

Виды пламени

Свечение огня делится на два вида:

Почти каждое свечение видимо для человеческого глаза, но не каждое способно испускать нужное количество светового потока.

Свечение пламени обуславливается следующими факторами.

  1. Температурой.
  2. Плотностью и давлением газов, которые участвуют в реакции.
  3. Наличием твёрдого вещества.

Наиболее общая причина свечения — это присутствие в пламени твёрдого вещества.

Многие газы горят слабо светящимся или несветящимся пламенем.Из них наиболее распространены сероводород (пламя голубого цвета как при горении), аммиак (бледно-жёлтое), метан, окись углерода (пламя бледно-голубого цвета), водород.Пары летучих некоторых жидкостей горят едва светящимся пламенем (спирт и сероуглерод), а пламя ацетона и эфира становится немного коптящим из-за небольшого выделения углерода.

Температура пламени

Для разных горючих паров и газов температура пламени неодинакова.А ещё неодинакова температура разных частей пламени, а область полного сгорания имеет более высокие показатели температуры.

Некоторое количество горючего вещества при сжигании выделяет определённое количество теплоты.Если строение вещества известно, то можно рассчитать объём и состав полученных продуктов горения.А если знать удельную теплоту этих веществ, то можно рассчитать ту максимальную температуру, которую достигнет пламя.

Стоит помнить о том, что если вещество горит в воздухе, то на каждый объём вступающего в реакцию кислорода приходится четыре объёма инертного азота.А так как в пламени присутствует азот, он нагревается теплотой, которая выделяется при реакции.Исходя из этого можно сделать вывод о том, что температура пламени будет состоять из температуры продуктов горения и азота.

Невозможно точно определить температуру, но можно это сделать приблизительно, так как удельная теплота изменяется с температурой.

Вот некоторые показатели по температуре открытого огня в разных материалах.

  1. Горение магния — 2200 градусов.
  2. Горение спирта не превышает температуры 900 градусов.
  3. Горение бензина — 1300−1400 градусов.
  4. Керосина — 800, а в среде чистого кислорода — 2000 градусов.
  5. Горение пропан-бутана может достигать температуры от 800 до 1970 градусов.
  6. При сгорании дерева температурный показатель колеблется от 800 до 1000 градусов, а воспламеняется оно при 300 градусах.
  7. Температурный параметр горения спички составляет 750−850 градусов.
  8. В горящей сигарете — от 700 до 800 градусов.
  9. Большинство твёрдых материалов воспламеняется при температурном показателе в 300 градусов.

Пламя свечи

Пламя, которое каждый человек может наблюдать при горении свечи, спички или зажигалки, представляет из себя поток раскалённых газов, которые вытягиваются вертикально вверх, благодаря силе Архимеда.Фитиль свечи вначале нагревается и начинает испаряться парафин.Для самой нижней части характерно небольшое свечение синего цвета — там мало кислорода и много топлива.Именно из-за этого топливо не полностью сгорает и образуется оксид углерода, который при окислении на самом крае конуса пламени ему придаёт синий цвет.

За счёт диффузии в центр поступает немного больше кислорода.Там происходит последующее окисление топлива и температурный показатель растёт.Но для полного сгорания топлива этого недостаточно.Внизу и в центре содержатся частицы угля и несгоревшие капельки.Они светятся из-за сильного нагревания.А вот испарившееся топливо, а также продукты сгорания, вода и углекислый газ практически не светятся.В самом верху наибольшая концентрация кислорода.Там не догоревшие частицы, которые в центре светились, догорают.Именно по этой причине эта зона практически не светится, хотя там наиболее высокий температурный показатель.

Классификация пламени

Классифицируют свечение огня следующим образом.

  1. По восприятию визуальному: цветные, прозрачные, коптящие.
  2. По высоте: короткие и длинные.
  3. По скорости распространения: быстрые и медленные.
  4. По температурному показателю: высокотемпературные, низкотемпературные, холодные.
  5. По характеру перемещения среды реакционной: пульсирующие, турбулентные, ламинарные.
  6. По состоянию горючей среды: предварительно перемешанные и диффузионные.
  7. По излучению: бесцветные, окрашенные, светящиеся.
  8. По агрегатному состоянию горючих веществ: пламя аэродисперсных и твёрдых реагентов, жидких и газообразных.

В диффузном ламинарном пламени выделяют три оболочки (зоны).Внутри конуса пламени существует:

  • зона тёмная, где нет горения из-за малого количества окислителя — 300−350 градусов;
  • зона светящаяся, где осуществляется термическое разложение горючего и оно сгорает частично — 500−800 градусов;
  • зона слегка светящаяся, где окончательно сгорают продукты разложения горючего и достигается максимальный температурный показатель в 900−1500 градусов.

Температурный параметр пламени зависит от интенсивности подвода окислителя и природы горючего вещества.Пламя распространяется по предварительно перемешанной среде.Происходит распространение по нормали от каждой точки фронта к поверхности пламени.

По реально существующим смесям газовоздушным распространение всегда осложнено возмущающими внешними воздействиями, которые обусловлены трением, конвективными потоками, силами тяжести и прочими факторами.

Именно из-за этого реальная скорость распространения от нормальной всегда отличается.В зависимости от того, какой характер носит скорость распространения, различают такие диапазоны:

  1. При горении детонационном — более 1000 метров в секунду.
  2. При взрывном — 300−1000.
  3. При дефлаграционном — до 100.

Пламя окислительное

Оно располагается в самой верхней части огня, которая имеет наибольший температурный показатель.В этой зоне горючие вещества почти полностью превращены в продукты горения.Здесь наблюдается недостаток топлива и избыток кислорода.Именно по этой причине вещества, которые помещены в эту зону, окисляются интенсивно.

Пламя восстановительное

Эта часть наиболее близка к центру или находится чуть ниже его.Здесь мало кислорода для горения и много топлива.Если в эту область внести вещество, в котором имеется кислород, то он отнимется у вещества.

Температура огня в зажигалке

Зажигалка — это устройство портативное, которое предназначено для получения огня.Она может быть бензиново или газовой, в зависимости от применяемого топлива.Ещё существуют зажигалки, в которых собственного топлива нет.Они предназначаются для поджига газовой плиты.Качественная турбозажигалка — это прибор относительно сложный.Температура огня в ней может достигать 1300 градусов.

Химический состав и цвет пламени

У карманных зажигалок небольшой размер, это позволяет их переносить без каких-либо проблем.Довольно редко можно встретить настольную зажигалку.Ведь они из-за своих больших размеров для переноски не предназначены.Их дизайн разнообразен.Есть зажигалки каминные.Они имеют небольшую толщину и ширину, но довольно длинные.

На сегодняшний день становятся популярными рекламные зажигалки.Если в доме нет электроэнергии, то невозможно ей поджечь газовую плиту.Газ поджигает образующаяся электрическая дуга.Достоинствами этих зажигалок являются следующие качества.

  1. Долговечность и простота конструкции.
  2. Быстрое и надёжное зажигание газа.

Первая зажигалка с современным кремнём создана в Австрии в 1903 году после изобретения ферроцериевого сплава бароном Карлом Ауэром фон Вельсбахом.

Ускорилось развитие зажигалок в период Первой мировой войны.Солдаты начали применять спички для того, чтобы видеть в темноте дорогу, но их местоположение выдавала интенсивная вспышка при поджиге.Необходимость в огне без значительной вспышки способствовало развитию зажигалок.

В то время лидерами производства зажигалок «кремнёвых» были Германия и Австрия.Такое портативное устройство, которое предназначено для получения огня, находящиеся в кармане многих курильщиков, при неправильном обращении может таить в себе немало опасностей.

Зажигалка в период работы не должна вокруг себя разбрызгивать искры.Огонь должен быть стабильным и ровным.Температура огня в зажигалках карманных достигает примерно 800−1000 градусов.Свечение красного или оранжевого цвета вызвано частицами углерода, которые раскалились.Для бытовых горелок и турбозажигалок применяется в основном газ бутан, который легко сжигается, не имеет запаха и цвета.Бутан получают путём переработки при высоких температурах нефти, а также её фракций.Бутан — это легковоспламенимые углеводороды, но он абсолютно безопасен в конструкциях современных зажигалок.

Подобные зажигалки в быту очень полезны.Ими можно поджечь любой воспламеняющийся материал.В комплект турбозажигалок входит настольная подставка.Цвет пламени зависит от горючего материала и температуры горения.Пламя костра или камина в основном имеет пёстрый вид.Температура горения дерева ниже температуры горения фитиля свечи.Именно из-за этого цвет костра не жёлтый, а оранжевый.

Медь, натрий и кальций при высоких температурных показателях светятся различными цветами.

Электрическая зажигалка была изобретена в 1770 году.В ней водородная струя воспламенялась от искры машины электрофорной.Со временем бензиновые зажигалки уступили место газовым, которые более удобные.В них обязательно должна находиться батарейка — источник энергии.

Не очень давно появились зажигалки сенсорные, в которых без механического воздействия происходит зажигание газа воздействием на сенсорный датчик.Сенсорные зажигалки карманного типа.В основном, в них содержится информация рекламного типа, которая нанесена при помощи тампонной или шелкотрафаретной печати.

Рейтинг автора
Автор статьи
Влада Кожевина
Психолог
Написано статей
789
Предыдущая статьяШри ланка драгоценные камни
Следующая статьяСталкинг практика

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here