Hvorfor smelter træ ikke

Jesse, jeg er vild med dette spørgsmål. Det virker som om alle ved, at ting er faste ved bestemte temperaturer. Hvis man varmer dem op, bliver de flydende. Hvis man opvarmer det yderligere, bliver stoffet til en gas. Denne elementære naturvidenskabelige kendsgerning er alle folkeskoleelevers krav til berømmelse på deres videnskabsmesse. På et tidspunkt kigger alle mennesker, der vokser op, på et brændende bål og spørger: “Hey, hvad sker der?”

Melvinen på de billige pladser råber: “Det nemmeste svar er, at træets forbrændingstemperatur er lavere end dets smeltetemperatur, duh!” Mens den politisk ukorrekte stereotype sportsmand svarer: “Lol, hva’?”

Problemet med at smelte træ drejer sig om, hvad forbrænding er, og hvilken temperatur forbrændingen af træ sker ved. Forbrænding, også kendt som afbrænding, er simpelthen en kemisk reaktion, der finder sted, hvor det brændbare materiale (i dette tilfælde træ) i nærvær af et oxidationsmiddel (normalt luften omkring ilden) ændrer sin kemiske sammensætning og nedbryder materialet til andre kemikalier. Der er tale om en eksotermisk proces. Som sådan kan der frigives lys og varme.

Træ består for det meste af ting som cellulose, lignin og vand. Når træ forbrændes, nedbrydes det til produkter som trækul, vand, methanol og kuldioxid. I modsætning til vand, der bliver tilbage til is, ændrer det sig naturligvis ikke tilbage til sin oprindelige sammensætning, hvis man afkøler de resulterende produkter fra brændende træ, hvis man køler dem ned. Således er al den aske, der er tilbage i din pejs efter den romantiske aften med din særlige person.

Alle materialer, der forbrændes, vil have en naturlig temperatur, hvor processen begynder at finde sted. Jo højere temperaturen er, jo hurtigere bliver processen (normalt). Hvis denne temperatur er lavere end den temperatur, hvor materialet vil smelte, vil det pågældende materiale aldrig (naturligt) smelte, fordi det bare bliver til andre kemikalier.

Hvad angår træ, vil det påbegynde en proces, der kaldes pyrolyse, ved temperaturer omkring 500-600 grader Fahrenheit. Pyrolyse er også en exotermisk reaktion, der har en tendens til at være selvopretholdende. Ved disse temperaturer vil træet begynde at afgive op til 100 kemikalier, herunder metan og methanol (det samme stof, som de bruger som tilsætningsstoffer i benzin), som vil begynde at brænde. Når disse kemikalier begynder at brænde, vil de øge temperaturen, og det resterende kul (de brændte sorte stykker, der er til stede, efter at ilden er slukket), der er tilbage, vil begynde at nedbryde yderligere, ting som calcium, kalium og magnesium.

På dette tidspunkt vil Melvin måske igen dukke op og sige: “methanol ved stuetemperatur er flydende, og andre kemikalier som magnesium og calcium kan være flydende, så træ kan smelte!”. Jeg siger, vær stille. Når disse ting er til stede, er stoffet ikke længere træ, som sådan, ikke rigtig smeltet træ.

Hvis du kunne lide denne artikel, vil du måske også nyde vores nye populære podcast, The BrainFood Show (iTunes, Spotify, Google Play Music, Feed), samt:

• Alkohol “koger” ikke rigtig ud af maden i de fleste tilfælde
• Hvorfor du generelt ikke bør putte metaller i mikrobølgeovnen
• Farver på brandhaner betyder faktisk noget
• Nero spillede ikke med, mens Rom brændte
• Hvordan en røgalarm virker

Bonusfakta:

• • Det er næsten umuligt at få fuldstændig forbrænding af træ. Det skal du ikke bekymre dig om. Det er denne ufuldstændige forbrænding, der gør det muligt for os at have ild. Det er biprodukterne fra den ufuldstændige forbrænding, der rent faktisk brænder og gør det muligt for pyrolyse at fortsætte, hvilket giver os en fantastisk energikilde til at tilberede vores hotdogs. Hvis man fik en absolut fuldstændig forbrænding af træ, ville de eneste biprodukter være kuldioxid og vand.
  • Træ vil forbrænde ved temperaturer, der er lavere end det punkt, hvor pyrolyse vil gøre det muligt for det at give os en kontinuerlig synlig flamme. Træ vil langsomt forkulle mellem 248-304 grader Fahrenheit. Rådnende træ med lavt vandindhold vil også antændes ved 304 grader, mens de forskellige træsorter normalt vil antændes mellem 374-500 grader, afhængigt af træets kemiske sammensætning.
  • Hvis du undrede dig over, hvad der kan få træ til at brænde, er her nogle almindelige ting, der bruges til at starte bål, og deres gennemsnitlige temperatur, som deres varme afgiver, i Fahrenheit.
    • Ventilerede cigaretter- 752-1.436
    • Uventilerede cigaretter- 550
    • Matches- 1.112-2.552
    • Kandelabers flammer- 1.112-2.552
    • Elektriske gnister- 2,400
    • Elektrisk bue- Op til 6782
    • Lyn- 54.000
• Det meste træ består af ca. 50% kulstof, 44% ilt og 6% brint. Blødere træ vil have tendens til at have mere kulstof og mindre ilt end hårdere træer. Op til 85 % af træets masse og 60 % af dets varmepotentiale er indeholdt i de gasser, der dannes, når træet brænder ved pyrolyse.
• I henhold til National Fire Protection Agency var der 370.000 husbrande i USA i 2011. De tegnede sig for 13 910 personskader og 2 520 dødsfald. De direkte omkostninger ved deres skader blev anslået til 6,9 milliarder dollars. Madlavning er den vigtigste årsag til husbrande, idet 42 % af dem starter i køkkenet. Mens 7 % af husbrandene startede i soveværelset, var 25 % af dødsfaldene et resultat af disse brande. 24 % af dødsfaldene skyldtes brande, der startede i stuen, familierummet eller arbejdsværelset, mens de tilsammen kun tegnede sig for 4 % af brandene.
• 60 % af dødsfaldene ved husbrande fandt sted i hjem uden fungerende røgdetektorer. Få fat i dem, folkens! Mange brandvæsener har programmer, der uddeler gratis røgdetektorer året rundt. Ring til dem og spørg. Hvis de gør det, vil de normalt også installere dem for dig! Nu har du ingen undskyldning for ikke at anskaffe dig en.

Udvid for referencer