Brann er varm fordi termisk energi (varme) frigjøres når kjemiske bindinger brytes og dannes under a forbrenning reaksjon. Forbrenning gjør brensel og oksygen til karbondioksid og vann. Energi er kreves for å starte reaksjonen, bryte bindinger i drivstoffet og mellom oksygenatomer, men mye mer energi frigjøres når atomer binder seg sammen til karbondioksid og vann.
Drivstoff + oksygen + energi → karbondioksid + vann + mer energi
Både lett og varme frigjøres som energi. Flammer er synlige bevis på denne energien. Flammer består mest av varme gasser. Emmer gløder fordi saken er varm nok til å avgi glødelys (omtrent som en komfyrbrenner), mens flammer avgir lys fra ioniserte gasser (som en lysrør). Brannlys er en synlig indikasjon på forbrenningsreaksjonen, men termisk energi (varme) kan også være usynlig.
Hvorfor brann er varm
I et nøtteskall: Brann er varm fordi energien som er lagret i drivstoff frigjøres plutselig. Energien som kreves for å starte den kjemiske reaksjonen er mye mindre enn energien som frigjøres.
Viktige takeaways: Hvorfor er Fire Hot?
- Brann er alltid varm, uansett drivstoff som brukes.
- Selv om forbrenning krever aktiveringsenergi (tenning), overskrider nettovarmen som frigjøres den energien som kreves.
- Å bryte den kjemiske bindingen mellom oksygenmolekyler absorberer energi, men danner de kjemiske bindingene for produktene (karbondioksid og vann) frigjør mye mer energi.
Hvor varm er brann?
Det er ingen temperatur for brann fordi mengden termisk energi som frigjøres avhenger av flere faktorer, inkludert den kjemiske sammensetningen av drivstoffet, tilgjengeligheten av oksygen og den delen av flammen som er målt. En vedbrann kan overstige 1100 ° Celsius (2012 ° Fahrenheit), men forskjellige typer ved brenner kl forskjellige temperaturer. For eksempel produserer furu mer enn dobbelt så mye varme som gran eller selje og tørt ved brenner varmere enn grønt tre. Propan i luft brenner ved en sammenlignbar temperatur (1980 ° C), men likevel mye varmere i oksygen (2820 ° Celsius). Andre brensler som acetylen i oksygen (3100 ° Celsius) brenner varmere enn noe trevirke.
Fargen på en brann er en grov måler på hvor varm den er. Dyp rød ild er omtrent 600-800 ° Celsius (1112-1800 ° Fahrenheit), oransjegul er rundt 1100 ° Celsius (2012 ° Fahrenheit), og en hvit flamme er varmere og strekker seg fra 1300-1500 Celsius (2400-2700 ° Fahrenheit). En blå flamme er den hotteste av alle, alt fra 1400-1650 ° Celsius (2600-3000 ° Fahrenheit). Den blå gassflammen til en Bunsen-brenner er mye varmere enn den gule flammen fra et vokslys!
Hottest del av en flamme
Den varmeste delen av en flamme er poenget med maksimal forbrenning, som er den blå delen av en flamme (hvis flammen brenner så varm). Imidlertid får de fleste studenter som utfører vitenskapelige eksperimenter, bruk toppen av flammen. Hvorfor? Fordi varmen stiger, så er toppen av flammens kjegle et godt oppsamlingspunkt for energien. Også flammenes kjegle har en ganske jevn temperatur. En annen måte å måle regionen med mest varme på er å se etter den lyseste delen av en flamme.
Morsom fakta: De hotteste og kuleste flammene
Den hotteste flammen som noensinne er produsert var på 4990 ° Celsius. Denne brannen ble dannet ved bruk av dicyanoacetylen som drivstoff og ozon som oksidasjonsmiddel. Det kan også lages kjølig ild. For eksempel kan en flamme rundt 120 ° C dannes ved bruk av en regulert luft-brenselblanding. Siden en kjølig flamme knapt er over vannets kokepunkt, er denne typen branner vanskelig å vedlikeholde og går lett ut.
Morsomme brannprosjekter
Lær mer om ild og flammer ved å utføre interessante vitenskapelige prosjekter. Lær for eksempel hvordan metallsalter påvirker flammefargen etter lage grønn ild. Bruk kjemi for å starte brann uten å bruke fyrstikker. Har du lyst på et virkelig spennende prosjekt? Gi fyring av en prøve.
Kilde
- Schmidt-Rohr, K (2015). "Hvorfor forbrenninger alltid er eksoterme, gir omtrent 418 kJ per mol O2". J. Chem. Educ. 92 (12): 2094–99. gjør jeg:10,1021 / acs.jchemed.5b00333