Varför smälter inte trä

Jesse, jag älskar den här frågan. Det verkar som om alla vet att saker och ting är fasta vid vissa temperaturer. Om man värmer upp dem blir de flytande. Om man värmer det ytterligare kommer ämnet att förvandlas till en gas. Denna elementära naturvetenskapliga sanning är varje grundskoleelevs krav på att bli berömd på sin vetenskapsmässa. Någon gång tittar dock varje person som växer upp på en brinnande eld och frågar: ”Vad är det som händer?”

Melvinen på de billiga platserna skriker: ”Det enklaste svaret är att träets förbränningstemperatur är lägre än dess smälttemperatur, duh!”. Medan den politiskt inkorrekta stereotypa idrottsmannen svarar: ”Lol, whut?”

Problemet med att smälta trä handlar om vad förbränning är, och vilken temperatur förbränningen av trä sker vid. Förbränning, även kallad förbränning, är helt enkelt en kemisk reaktion som äger rum där det brännbara materialet (i det här fallet trä) i närvaro av ett oxidationsmedel (vanligtvis luften runt elden) ändrar sin kemiska sammansättning och bryter ner materialet till andra kemikalier. Det rör sig om en exotermisk process. Som sådan kan ljus och värme frigöras.

Trä består mestadels av saker som cellulosa, lignin och vatten. När träet förbränns bryts det ner till produkter som träkol, vatten, metanol och koldioxid. Till skillnad från vatten som återgår till is, om man kyler ner de resulterande produkterna från brinnande trä, ändras det uppenbarligen inte tillbaka till sin ursprungliga sammansättning. Alltså all aska som finns kvar i din eldstad efter den där romantiska kvällen med din speciella person.

Alla material som förbränns har en naturlig temperatur vid vilken processen börjar äga rum. Ju högre temperatur desto snabbare blir processen (vanligtvis). Om den temperaturen är lägre än den temperatur vid vilken materialet kommer att smälta kommer det materialet aldrig att smälta (naturligt) eftersom det bara omvandlas till andra kemikalier.

Vad gäller trä kommer det att påbörja en process som kallas pyrolys vid temperaturer runt 500-600 grader Fahrenheit. Pyrolys är också en exotermisk reaktion som tenderar att vara självförsörjande. Vid dessa temperaturer börjar träet avge upp till 100 kemikalier, inklusive metan och metanol (samma sak som används som tillsatser i bensin), som börjar brinna. När dessa kemikalier börjar brinna kommer de att öka temperaturen och det återstående kolet (de brända svarta bitar som finns kvar efter att elden slocknat) som lämnas kvar kommer att börja sönderdelas ytterligare, saker som kalcium, kalium och magnesium.

I det här läget kan Melvin återigen dyka upp och säga: ”Metanol i rumstemperatur är flytande, och andra kemikalier som magnesium och kalcium kan vara flytande, så trä kan smälta!”. Jag säger: Var tyst. När dessa saker är närvarande är ämnet inte längre trä, som sådant, inte riktigt smält trä.

Om du gillade den här artikeln kanske du också gillar vår nya populära podcast, The BrainFood Show (iTunes, Spotify, Google Play Music, Feed), samt:

• Alkohol kokar inte ut ur maten i de flesta fall
• Varför du generellt sett inte bör lägga metaller i mikrovågsugnen
• Färgerna på brandposter betyder faktiskt något
• Nero spelade inte medan Rom brann
• Hur en brandvarnare fungerar

Bonusfakta: ”Det finns en nyhet som du kan läsa i din blogg:

• Det är nästan omöjligt att få fullständig förbränning av trä. Det är ingen fara. Det är denna ofullständiga förbränning som gör att vi kan ha eld. Det är biprodukterna från den ofullständiga förbränningen som faktiskt brinner och gör att pyrolysen kan fortsätta och ge oss en fantastisk energikälla för att laga våra varmkorvar. Om man skulle få en absolut fullständig förbränning av trä skulle de enda biprodukterna vara koldioxid och vatten.
• Trä kommer att förbrännas vid temperaturer som är lägre än den punkt vid vilken pyrolys gör det möjligt för det att ge oss en kontinuerligt synlig låga. Trä förkolnar långsamt mellan 248-304 grader Fahrenheit. Ruttnande trä med låg vattenhalt antänds också vid 304 grader, medan de olika träslagen vanligtvis antänds mellan 374-500 grader, beroende på träets kemiska sammansättning.
• Om du undrar vad som kan få trä att brinna, här är några vanliga saker som används för att starta bränder och deras genomsnittliga temperatur som deras värme avger, i Fahrenheit.
  • Ventilerade cigaretter- 752-1,436
  • Oluftenade cigaretter- 550
  • Matcher- 1,112-2,552
  • Stearinlågor- 1,112-2,552
  • Elektrisk gnista- 2,400
  • Ljusbåge- Upp till 6782
  • Ljussken- 54 000
• De flesta träslag består av cirka 50 % kol, 44 % syre och 6 % väte. Mjukare träslag tenderar att ha mer kol och mindre syre än hårdare träslag. Upp till 85 % av träets massa och 60 % av dess uppvärmningspotential finns i de gaser som bildas när träet brinner genom pyrolys.
• Enligt National Fire Protection Agency fanns det 370 000 husbränder i USA under 2011. De stod för 13 910 skador och 2 520 dödsfall. Den direkta kostnaden för deras skador uppskattades till 6,9 miljarder dollar. Matlagning är den främsta orsaken till husbränder och 42 % av dem börjar i köket. Medan 7 % av husbränderna startade i sovrummet var 25 % av dödsfallen en följd av dessa bränder. 24 % av dödsfallen orsakades av bränder som startade i vardagsrummet, familjerummet eller arbetsrummet, sammantaget medan de bara stod för 4 % av bränderna.
• 60 % av dödsfallen vid bostadsbränder inträffade i bostäder utan fungerande rökdetektorer. Skaffa dem! Många brandkårer har program som ger bort gratis rökdetektorer året runt. Ring dem och fråga. Om de gör det brukar de också installera dem åt dig! Nu har du ingen ursäkt för att inte skaffa en.

Expandera för referenser