Perché il legno non si scioglie

Jesse, amo questa domanda. Sembra che tutti sappiano che le cose sono solide a certe temperature. Se le si riscalda, diventeranno un liquido. Riscaldandole ulteriormente, la sostanza si trasformerà in un gas. Questa verità elementare della scienza è il claim-to-fame di ogni studente di scuola elementare alla sua fiera della scienza. Ad un certo punto, tuttavia, ogni persona che cresce guarda un fuoco che brucia e dice “Ehi, che succede?”

Il Melvin nei posti economici urla, “La risposta più semplice è che la temperatura di combustione del legno è inferiore alla sua temperatura di fusione, duh! Mentre lo stereotipato atleta politicamente scorretto risponde: “Lol, cosa?”

Il problema della fusione del legno ruota intorno a cosa sia la combustione e a quale temperatura avvenga la combustione del legno. La combustione, conosciuta anche come combustione, è semplicemente una reazione chimica che avviene dove il materiale combustibile (in questo caso il legno) in presenza di un ossidante (di solito l’aria intorno al fuoco) cambia la sua composizione chimica e decompone il materiale in altre sostanze chimiche. Il processo è esotermico. Come tale, luce e calore possono essere rilasciati.

Il legno è composto principalmente da cose come cellulosa, lignina e acqua. Quando il legno brucia, viene scomposto in prodotti come carbone, acqua, metanolo e anidride carbonica. A differenza dell’acqua che si ritrasforma in ghiaccio, se si raffreddano i prodotti risultanti dalla combustione del legno, questo ovviamente non ritorna alla sua composizione originale. Così, tutta la cenere lasciata nel vostro camino dopo quella serata romantica con la vostra persona speciale.

Tutti i materiali che bruciano avranno una temperatura naturale alla quale il processo inizierà a svolgersi. Più alta è la temperatura, più veloce diventa il processo (di solito). Se questa temperatura è più bassa della temperatura alla quale il materiale si scioglierà, quel materiale non si scioglierà mai (naturalmente) perché si trasformerà semplicemente in altre sostanze chimiche.

Per quanto riguarda il legno, inizierà un processo noto come pirolisi a temperature intorno ai 500-600 gradi Fahrenheit. La pirolisi è anche una reazione esotermica che tende ad essere autosostenuta. A queste temperature, il legno inizierà a rilasciare fino a 100 sostanze chimiche, tra cui metano e metanolo (la stessa roba che mettono come additivi nella benzina), che inizieranno a bruciare. Una volta che queste sostanze chimiche cominciano a bruciare, aumenteranno la temperatura e il carbone rimanente (i pezzi neri bruciati presenti dopo che il fuoco si è spento) lasciato dietro comincerà a decomporsi ulteriormente, cose come calcio, potassio e magnesio.

A questo punto Melvin potrebbe di nuovo saltare fuori e dire, “il metanolo a temperatura ambiente è liquido, e altre sostanze chimiche come magnesio e calcio possono essere liquidi, quindi il legno può fondersi!” Io dico, state zitti. Una volta che queste cose sono presenti, la sostanza non è più legno, in quanto tale, non proprio legno fuso.

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Fatti in più:

• È quasi impossibile ottenere una combustione completa del legno. Non preoccupatevi. È questa combustione incompleta che ci permette di avere il fuoco. Sono i sottoprodotti della combustione incompleta che effettivamente bruciano e permettono alla pirolisi di continuare dandoci una fantastica fonte di energia per cucinare i nostri hot dog. Se si ottenesse una combustione completa assoluta del legno, gli unici sottoprodotti sarebbero anidride carbonica e acqua.
• Il legno brucerà a temperature inferiori al punto in cui la pirolisi gli permetterà di darci una fiamma continuamente visibile. Il legno si carbonizza lentamente tra i 248-304 gradi Fahrenheit. Il legno in decomposizione con basso contenuto d’acqua si accende anche a 304 gradi, mentre i vari tipi di legno si accendono di solito tra 374-500 gradi, a seconda della composizione chimica del legno.
• Nel caso vi steste chiedendo cosa potrebbe far bruciare il legno, ecco alcune cose comuni usate per accendere il fuoco e la loro temperatura media che il loro calore emana, in Fahrenheit.
  • Sigarette ventilate- 752-1,436
  • Sigarette non ventilate- 550
  • Matches- 1,112-2,552
  • Fiamme di candele- 1,112-2,552
  • Scintille elettriche- 2,400
  • Arco elettrico- Fino a 6782
  • Luce- 54.000
• La maggior parte del legno è fatto di circa 50% di carbonio, 44% di ossigeno, 6% di idrogeno. I legni più morbidi tendono ad avere più carbonio e meno ossigeno dei legni più duri. Fino all’85% della massa del legno e il 60% del suo potenziale di riscaldamento è contenuto nei gas che vengono prodotti quando il legno brucia per pirolisi.
• Secondo la National Fire Protection Agency, ci sono stati 370.000 incendi domestici negli Stati Uniti nel 2011. Hanno causato 13.910 feriti e 2.520 morti. Il costo diretto dei loro danni è stato stimato in 6,9 miliardi di dollari. La cottura è la causa principale degli incendi domestici, con il 42% che inizia in cucina. Mentre il 7% degli incendi domestici è iniziato in camera da letto, il 25% dei decessi è stato il risultato di questi incendi. Il 24% delle morti sono state causate da incendi iniziati nel soggiorno, nella camera da letto o nella tana, mentre rappresentavano solo il 4% degli incendi.
• Il 60% delle vittime di incendi domestici si è verificato in case senza rilevatori di fumo funzionanti. Prendeteli, gente! Molti vigili del fuoco hanno programmi che regalano rivelatori di fumo gratis tutto l’anno. Chiamateli e chiedete. Se lo fanno, di solito li installano anche per voi! Ecco, ora non hai più scuse per non averne uno.

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