Warum schmilzt Holz nicht

Jesse, ich liebe diese Frage. Es scheint, als wüsste jeder, dass Dinge bei bestimmten Temperaturen fest sind. Wenn man sie erhitzt, werden sie flüssig. Wenn man sie weiter erhitzt, wird die Substanz zu einem Gas. Diese elementare Binsenweisheit der Naturwissenschaften ist der Ruhm eines jeden Grundschülers auf seiner Wissenschaftsmesse. Irgendwann jedoch schaut jeder Heranwachsende auf ein brennendes Feuer und fragt: „Hey, was ist los?“

Der Melvin auf den billigen Plätzen schreit: „Die einfachste Antwort ist, dass die Verbrennungstemperatur von Holz niedriger ist als seine Schmelztemperatur, duh!“ Während der politisch unkorrekte, stereotype Sportler antwortet: „Lol, was?“

Das Problem mit dem Schmelzen von Holz dreht sich darum, was Verbrennung ist und bei welcher Temperatur die Verbrennung von Holz stattfindet. Verbrennung, auch bekannt als Brennen, ist einfach eine chemische Reaktion, bei der das brennbare Material (in diesem Fall Holz) in Gegenwart eines Oxidationsmittels (normalerweise die Luft um das Feuer herum) seine chemische Zusammensetzung ändert und das Material in andere Chemikalien zerfällt. Es handelt sich um einen exothermen Prozess. Dabei können Licht und Wärme freigesetzt werden.

Holz besteht hauptsächlich aus Zellulose, Lignin und Wasser. Wenn Holz verbrennt, wird es in Produkte wie Holzkohle, Wasser, Methanol und Kohlendioxid aufgespalten. Anders als Wasser, das sich in Eis zurückverwandelt, verwandelt sich das bei der Verbrennung von Holz entstehende Produkt nicht wieder in seine ursprüngliche Zusammensetzung zurück, wenn man es abkühlt. So bleibt nach einem romantischen Abend mit einem besonderen Menschen die ganze Asche in Ihrem Kamin zurück.

Alle Materialien, die verbrennen, haben eine natürliche Temperatur, bei der der Prozess beginnt. Je höher die Temperatur ist, desto schneller läuft der Prozess ab (normalerweise). Wenn diese Temperatur niedriger ist als die Temperatur, bei der das Material schmilzt, wird das Material nie (natürlich) schmelzen, weil es sich einfach in andere Chemikalien umwandelt.

Holz zum Beispiel beginnt bei Temperaturen um 500-600 Grad Fahrenheit einen Prozess, der als Pyrolyse bekannt ist. Die Pyrolyse ist ebenfalls eine exotherme Reaktion, die dazu neigt, sich selbst zu erhalten. Bei diesen Temperaturen setzt Holz bis zu 100 chemische Stoffe frei, darunter Methan und Methanol (das gleiche Zeug, das als Zusatzstoff in Benzin verwendet wird), die zu brennen beginnen. Sobald diese Chemikalien zu brennen beginnen, erhöhen sie die Temperatur, und die verbleibende Holzkohle (die verbrannten schwarzen Teile, die nach dem Erlöschen des Feuers zurückbleiben) beginnt sich weiter zu zersetzen, z.B. Kalzium, Kalium und Magnesium.

An dieser Stelle könnte Melvin wieder auftauchen und sagen: „Methanol ist bei Raumtemperatur flüssig, und andere Chemikalien wie Magnesium und Kalzium können flüssig sein, also kann Holz schmelzen!“ Ich sage, sei still. Sobald diese Dinge vorhanden sind, ist die Substanz nicht mehr Holz, also nicht wirklich geschmolzenes Holz.

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Bonus-Fakten:

• Es ist fast unmöglich, Holz vollständig zu verbrennen. Aber keine Sorge. Es ist diese unvollständige Verbrennung, die es uns ermöglicht, Feuer zu machen. Es sind die Nebenprodukte der unvollständigen Verbrennung, die tatsächlich brennen und die Pyrolyse ermöglichen, so dass wir eine fantastische Energiequelle haben, um unsere Hot Dogs zu kochen. Bei einer absolut vollständigen Verbrennung von Holz wären die einzigen Nebenprodukte Kohlendioxid und Wasser.
• Holz verbrennt bei Temperaturen, die unter dem Punkt liegen, an dem die Pyrolyse eine kontinuierlich sichtbare Flamme erzeugt. Holz verkohlt langsam zwischen 248 und 304 Grad Fahrenheit. Verrottendes Holz mit geringem Wassergehalt entzündet sich ebenfalls bei 304 Grad, während sich die verschiedenen Holzarten in der Regel bei 374-500 Grad entzünden, je nach chemischer Zusammensetzung des Holzes.
• Für den Fall, dass Sie sich fragen, was Holz zum Brennen bringen könnte, hier einige übliche Dinge, die zum Entzünden von Feuer verwendet werden, und ihre durchschnittliche Temperatur, die sie abgeben, in Fahrenheit.
  • Entlüftete Zigaretten- 752-1.436
  • Unentlüftete Zigaretten- 550
  • Matches- 1.112-2.552
  • Kerzenflammen- 1.112-2.552
  • Elektrische Funken- 2,400
  • Elektrischer Lichtbogen- bis zu 6782
  • Blitze- 54.000
• Das meiste Holz besteht aus etwa 50% Kohlenstoff, 44% Sauerstoff und 6% Wasserstoff. Weichere Hölzer haben tendenziell mehr Kohlenstoff und weniger Sauerstoff als härtere Hölzer. Bis zu 85 % der Masse von Holz und 60 % seines Heizpotenzials sind in den Gasen enthalten, die bei der Verbrennung des Holzes durch Pyrolyse entstehen.
• Nach Angaben der National Fire Protection Agency gab es 2011 in den Vereinigten Staaten 370.000 Hausbrände. Sie waren für 13.910 Verletzte und 2.520 Todesfälle verantwortlich. Die direkten Kosten der Schäden wurden auf 6,9 Milliarden Dollar geschätzt. Die Hauptursache für Hausbrände ist das Kochen: 42 % der Brände entstehen in der Küche. Während 7 % der Brände im Schlafzimmer ausbrachen, waren 25 % der Todesfälle auf diese Brände zurückzuführen. 24 % der Todesfälle wurden durch Brände verursacht, die im Wohnzimmer, im Familienzimmer oder in der Höhle ausbrachen, während sie zusammen nur 4 % der Brände ausmachten.
• 60 % der Todesfälle durch Wohnungsbrände ereigneten sich in Wohnungen ohne funktionierende Rauchmelder. Besorgen Sie sie! Viele Feuerwehren haben Programme, die das ganze Jahr über Rauchmelder verschenken. Rufen Sie dort an und fragen Sie nach. Wenn sie das tun, werden sie sie normalerweise auch für Sie installieren! So, jetzt haben Sie keine Ausrede mehr, sich keinen anzuschaffen.

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