Miért nem olvad meg a fa

Jesse, imádom ezt a kérdést. Úgy tűnik, mintha mindenki tudná, hogy a dolgok bizonyos hőmérsékleten szilárdak. Ha felmelegíted őket, akkor folyékonnyá válnak. Ha tovább melegíted, akkor gázzá válik az anyag. A tudománynak ez az elemi közhelye minden általános iskolás diáknak a tudományos kiállításon való elismerése. Egy bizonyos ponton azonban minden felnőtt ember ránéz egy égő tűzre, és azt kérdezi: “Hé, mi van?”

A Melvin az olcsó helyeken azt kiabálja: “A legegyszerűbb válasz az, hogy a fa égési hőmérséklete alacsonyabb, mint az olvadási hőmérséklete, duh!”. Míg a politikailag inkorrekt sztereotip sportoló azt válaszolja: “Lol, mi?”

A fa olvadásával kapcsolatos probléma körül forog, hogy mi az égés, és milyen hőmérsékleten történik a fa égése. Az égés, más néven égés, egyszerűen egy olyan kémiai reakció, amely során az éghető anyag (jelen esetben a fa) egy oxidálószer (általában a tűz körüli levegő) jelenlétében megváltoztatja kémiai összetételét, és az anyagot más vegyi anyagokra bontja. Ez a folyamat exoterm folyamat. Mint ilyen, fény és hő szabadulhat fel.

A fa főként olyan dolgokból áll, mint a cellulóz, a lignin és a víz. A fa égése során olyan termékekre bomlik, mint a faszén, víz, metanol és szén-dioxid. A jéggé visszaalakuló vízzel ellentétben, ha lehűtjük az égő fa keletkező termékeit, az nyilvánvalóan nem változik vissza az eredeti összetételére. Így az összes hamu a kandallóban marad a különleges valakivel töltött romantikus este után.

Minden égő anyagnak van egy természetes hőmérséklete, amelynél a folyamat elkezdődik. Minél magasabb a hőmérséklet, annál gyorsabb a folyamat (általában). Ha ez a hőmérséklet alacsonyabb, mint az a hőmérséklet, amelyen az anyag megolvad, akkor az az anyag (természetesen) soha nem fog megolvadni, mert csak más vegyi anyagokká alakul.

A fa esetében a pirolízisnek nevezett folyamat 500-600 Fahrenheit fok körüli hőmérsékleten kezdődik. A pirolízis szintén egy exoterm reakció, amely általában önfenntartó. Ilyen hőmérsékleten a fa akár 100 vegyi anyagot, köztük metánt és metanolt (ugyanazt, amit a benzinben adalékanyagként használnak) bocsát ki, amelyek égni kezdenek. Amint ezek a vegyi anyagok égni kezdenek, növelik a hőmérsékletet, és a hátrahagyott maradék szén (a tűz kialvása után jelenlévő égett fekete darabok) elkezd tovább bomlani, olyan dolgok, mint a kalcium, a kálium és a magnézium.

Ezzel a ponttal Melvin ismét felbukkanhat, és azt mondja: “a metanol szobahőmérsékleten folyékony, és más vegyi anyagok, mint a magnézium és a kalcium folyékonyak lehetnek, tehát a fa olvadhat!”. Azt mondom, maradj csendben. Amint ezek a dolgok jelen vannak, az anyag már nem fa, mint olyan, nem igazán olvadt fa.

Ha tetszett ez a cikk, akkor talán új népszerű podcastunk, a The BrainFood Show is tetszeni fog (iTunes, Spotify, Google Play Music, Feed), valamint:

• Az alkohol a legtöbb esetben nem igazán “fő ki” az ételből
• Miért nem szabad általában fémeket tenni a mikrohullámú sütőbe
• A tűzcsapok színei valójában jelentenek valamit
• Nero nem hegedült, amíg Róma égett
• Hogyan működik a füstjelző

Bónusz tények:

• A fa teljes elégetése szinte lehetetlen. Ne bosszankodj! Ez a nem teljes égés az, ami lehetővé teszi számunkra a tüzet. A nem teljes égés melléktermékei azok, amelyek valójában elégnek, és lehetővé teszik a pirolízis folytatását, így egy fantasztikus energiaforrást kapunk a hot dogok sütéséhez. Ha a fa abszolút teljes égését érnénk el, az egyetlen melléktermék a szén-dioxid és a víz lenne.
• A fa alacsonyabb hőmérsékleten ég el, mint az a pont, ahol a pirolízis lehetővé teszi számunkra, hogy folyamatosan látható lángot adjon. A fa 248-304 Fahrenheit fok között lassan elszenesedik. Az alacsony víztartalmú korhadó fa szintén 304 fokon gyullad meg, míg a különböző fafajták általában 374-500 fok között gyulladnak meg, a fa kémiai összetételétől függően.
• Ha kíváncsiak lennének, hogy mitől éghet a fa, íme néhány gyakori, tűzgyújtásra használt dolog és az általuk leadott hő átlagos hőmérséklete Fahrenheitben.
  • Szellőztetett cigaretta- 752-1,436
  • Szellőztetetlen cigaretta- 550
  • Match- 1,112-2,552
  • Gyertyaláng- 1,112-2,552
  • Elektromos szikra- 2,400
  • Elektromos ív- Legfeljebb 6782
  • Villám- 54,000
• A legtöbb fa körülbelül 50% szénből, 44% oxigénből és 6% hidrogénből áll. A puhább fák általában több szenet és kevesebb oxigént tartalmaznak, mint a keményebb fák. A fa tömegének akár 85%-át és fűtési potenciáljának 60%-át a fa pirolíziséből származó gázok tartalmazzák, amelyek a fa égésekor keletkeznek.
• A Nemzeti Tűzvédelmi Ügynökség adatai szerint 2011-ben 370 000 lakástűz volt az Egyesült Államokban. Ezek 13 910 sérülést és 2520 halálesetet okoztak. Káruk közvetlen költségét 6,9 milliárd dollárra becsülték. A lakástüzek vezető oka a főzés, 42%-uk a konyhában keletkezik. Míg a lakástüzek 7%-a a hálószobában kezdődött, a halálesetek 25%-a ezeknek a tüzeknek a következménye volt. A halálesetek 24%-át a nappaliban, a családi szobában vagy a dolgozószobában keletkezett tüzek okozták, míg ezek együttesen csak a tüzek 4%-át tették ki.
• A lakástüzek halálos áldozatainak 60%-a olyan otthonokban történt, ahol nem működött a füstérzékelő. Szerezzék be őket, emberek! Sok tűzoltóságnak van olyan programja, amely egész évben ingyenes füstérzékelőket osztogat. Hívja fel őket, és kérje őket. Ha van ilyen, akkor általában be is szerelik Önnek! Tessék, most már nincs mentséged arra, hogy ne szerezz be egyet.

Expand for References