De ce nu se topește lemnul

Jesse, îmi place această întrebare. Se pare că toată lumea știe că lucrurile sunt solide la anumite temperaturi. Dacă le încălzești, ele vor deveni lichide. Dacă le încălzești mai mult, substanța se va transforma într-un gaz. Acest truism elementar al științei este un adevăr elementar pentru toți elevii de școală primară care își revendică faima la târgul de știință. Cu toate acestea, la un moment dat, fiecare persoană care crește se uită la un foc care arde și întreabă: „Hei, ce se întâmplă?”

Melvinul din scaunele ieftine strigă: „Cel mai simplu răspuns este că temperatura de ardere a lemnului este mai mică decât temperatura de topire, duh!”. În timp ce sportivul stereotip, incorect din punct de vedere politic, răspunde: „Lol, whut?”

Problema cu topirea lemnului se învârte în jurul a ceea ce este combustia și la ce temperatură are loc combustia lemnului. Combustia, cunoscută și sub numele de ardere, este pur și simplu o reacție chimică care are loc în care materialul combustibil (în acest caz, lemnul) în prezența unui oxidant (de obicei, aerul din jurul focului) își schimbă compoziția chimică și descompune materialul în alte substanțe chimice. Procesul este unul exotermic. Ca atare, se poate degaja lumină și căldură.

Lemnul este alcătuit în principal din lucruri precum celuloză, lignină și apă. Pe măsură ce lemnul arde, se descompune în produse precum cărbune, apă, metanol și dioxid de carbon. Spre deosebire de apa care se transformă din nou în gheață, dacă răciți produsele rezultate în urma arderii lemnului, este evident că acesta nu revine la compoziția sa inițială. Astfel, toată cenușa rămasă în șemineu după acea seară romantică cu persoana ta specială.

Toate materialele care ard vor avea o temperatură naturală la care procesul va începe să aibă loc. Cu cât temperatura este mai ridicată, cu atât procesul devine mai rapid (de obicei). Dacă acea temperatură este mai mică decât temperatura la care materialul se va topi, acel material nu se va topi niciodată (în mod natural), deoarece se transformă pur și simplu în alte substanțe chimice.

În ceea ce privește lemnul, acesta va începe un proces cunoscut sub numele de piroliză la temperaturi de aproximativ 500-600 de grade Fahrenheit. Piroliza este, de asemenea, o reacție exotermă care tinde să se autosusțină. La aceste temperaturi, lemnul va începe să degajeze până la 100 de substanțe chimice, inclusiv metan și metanol (aceleași lucruri pe care le pun ca aditivi în benzină), care vor începe să ardă. Odată ce aceste substanțe chimice încep să ardă, vor crește temperatura și carbonul rămas (bucățile negre arse prezente după ce focul se stinge) lăsat în urmă va începe să se descompună în continuare, lucruri precum calciu, potasiu și magneziu.

În acest moment Melvin ar putea să apară din nou și să spună: „metanolul la temperatura camerei este lichid, iar alte substanțe chimice precum magneziul și calciul pot fi lichide, deci lemnul se poate topi!”. Eu zic să faceți liniște. Odată ce aceste lucruri sunt prezente, substanța nu mai este lemn, ca atare, nu este cu adevărat lemn topit.

Dacă v-a plăcut acest articol, s-ar putea să vă placă și noul nostru podcast popular, The BrainFood Show (iTunes, Spotify, Google Play Music, Feed), precum și:

• Alcoolul nu se „gătește” cu adevărat din alimente în cele mai multe cazuri
• De ce, în general, nu ar trebui să puneți metalele în cuptorul cu microunde
• Culoarea hidranților de incendiu înseamnă de fapt ceva
• Nero nu s-a jucat în timp ce Roma ardea
• Cum funcționează un detector de fum

Fapte bonus:

• Este aproape imposibil să obții o ardere completă a lemnului. Nu vă îngrijorați. Această combustie incompletă este cea care ne permite să avem foc. Produsele secundare ale combustiei incomplete sunt cele care ard de fapt și permit pirolizei să continue, oferindu-ne o sursă de energie fantastică pentru a ne găti hot-dog-urile. Dacă ați obține o combustie completă absolută a lemnului, singurele produse secundare ar fi dioxidul de carbon și apa.
• Lemnul va arde la temperaturi mai mici decât punctul la care piroliza îi va permite să ne dea o flacără vizibilă în mod continuu. Lemnul se va carboniza lent între 248-304 grade Fahrenheit. Lemnul în descompunere cu un conținut scăzut de apă se va aprinde, de asemenea, la 304 grade, în timp ce diferitele tipuri de lemn se vor aprinde, de obicei, între 374-500 de grade, în funcție de compoziția chimică a lemnului.
• În cazul în care vă întrebați ce ar putea face ca lemnul să ardă, iată câteva lucruri comune folosite pentru a aprinde focul și temperatura medie pe care o degajă căldura lor, în grade Fahrenheit.
  • Țigări ventilate- 752-1,436
  • Țigări neventilate- 550
  • Matca- 1,112-2,552
  • Flăcări de lumânări- 1,112-2,552
  • Scântei electrice- 2,400
  • Arc electric- până la 6782
  • Focuri electrice- 54.000
• Majoritatea lemnului este alcătuită din aproximativ 50% carbon, 44% oxigen, 6% hidrogen. Lemnul mai moale va avea tendința de a avea mai mult carbon și mai puțin oxigen decât lemnul mai tare. Până la 85% din masa lemnului și 60% din potențialul său de încălzire sunt conținute în gazele care sunt produse atunci când lemnul arde prin piroliză.
• Potrivit Agenției Naționale de Protecție împotriva Incendiilor, în 2011 au existat 370.000 de incendii de locuințe în Statele Unite. Acestea au reprezentat 13.910 răniți și 2.520 de decese. Costul direct al pagubelor provocate de acestea a fost estimat la 6,9 miliarde de dolari. Gătitul este principala cauză a incendiilor de casă, 42% dintre acestea începând în bucătărie. În timp ce 7% dintre incendiile de locuințe au izbucnit în dormitor, 25% dintre decese au fost rezultatul acestor incendii. 24% dintre decese au fost cauzate de incendii izbucnite în camera de zi, în camera de familie sau în camera de zi, combinate, în timp ce acestea au reprezentat doar 4% dintre incendii.
• 60% dintre decesele provocate de incendiile casnice au avut loc în locuințe fără detectoare de fum funcționale. Luați-le, oameni buni! Multe departamente de pompieri au programe care oferă gratuit detectoare de fum pe tot parcursul anului. Sunați-le și întrebați. Dacă o fac, de obicei le vor instala și pentru dumneavoastră! Poftim, acum nu mai aveți nicio scuză pentru a nu vă procura unul.

Expand for References

.