لماذا النار ساخنة؟ كم هي ساخنة؟

النار ساخنة لأن الطاقة الحرارية (الحرارة) تنطلق عندما تتكسر الروابط الكيميائية وتتشكل خلال الإحتراق رد فعل. يحترق الاحتراق الوقود والأكسجين إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. الطاقة مطلوب لبدء التفاعل ، وكسر الروابط في الوقود وبين ذرات الأكسجين ، ولكن الكثير يتم تحرير المزيد من الطاقة عندما تتحد الذرات معًا في ثاني أكسيد الكربون والماء.

الوقود + الأكسجين + الطاقة → ثاني أكسيد الكربون + الماء + المزيد من الطاقة

كل من الضوء و الحرارة يتم إطلاقها كطاقة. اللهب دليل واضح على هذه الطاقة. يتكون اللهب في الغالب من الغازات الساخنة. يضيء التوهج لأن المادة ساخنة بما يكفي لإصدار ضوء متوهج (يشبه إلى حد كبير موقد الموقد) ، بينما ينبعث اللهب الضوء من الغازات المتأينة (مثل اللمبة الفلورية). يعتبر Firelight مؤشراً مرئياً لتفاعل الاحتراق ، ولكن الطاقة الحرارية (الحرارة) قد تكون غير مرئية أيضًا.

باختصار: النار ساخنة لأن الطاقة المخزنة في الوقود تنطلق فجأة. الطاقة المطلوبة لبدء التفاعل الكيميائي أقل بكثير من الطاقة المنبعثة.

الوجبات الجاهزة الرئيسية: لماذا النار ساخنة؟

لا توجد درجة حرارة واحدة للحريق لأن كمية الطاقة الحرارية المنبعثة تعتمد على عدة العوامل ، بما في ذلك التركيب الكيميائي للوقود ، وتوافر الأكسجين ، وجزء من اللهب يقاس. قد تتجاوز حريق الخشب 1100 درجة مئوية (2012 درجة فهرنهايت) ، ولكن أنواع مختلفة من الخشب تحترق درجات حرارة مختلفة. على سبيل المثال ، ينتج الصنوبر أكثر من ضعف الحرارة مثل خشب التنوب أو الصفصاف والحروق الجافة أكثر سخونة من الخشب الأخضر. يحترق البروبان في الهواء عند درجة حرارة قابلة للمقارنة (1980 درجة مئوية) ، ولكنه أكثر سخونة في الأكسجين (2820 درجة مئوية). يحترق أنواع الوقود الأخرى مثل الأسيتيلين في الأكسجين (3100 درجة مئوية) أكثر سخونة من أي خشب.

لون النار هو مقياس تقريبي لمدى سخونة. النار الحمراء العميقة حوالي 600-800 درجة مئوية (1112-1800 درجة فهرنهايت) والبرتقالي الأصفر حوالي 1100 درجة مئوية (2012 ° فهرنهايت) ، واللهب الأبيض لا يزال ساخناً ، يتراوح بين 1300-1500 درجة مئوية (2400-2700 درجة فهرنهايت). الشعلة الزرقاء هي الأكثر سخونة من بين 1400-1650 درجة مئوية (2600-3000 درجة فهرنهايت). لهب الغاز الأزرق لموقد بنسن أكثر سخونة بكثير من اللهب الأصفر من شمعة الشمع!

الجزء الأكثر سخونة من اللهب هو نقطة الحد الأقصى للاحتراق ، وهو الجزء الأزرق من اللهب (إذا كان اللهب يحترق ذلك الساخن). ومع ذلك ، يُطلب من معظم الطلاب الذين يقومون بتجارب علمية استخدام الجزء العلوي من اللهب. لماذا ا؟ لأن الحرارة ترتفع ، لذا فإن الجزء العلوي من مخروط اللهب هو نقطة تجميع جيدة للطاقة. أيضا ، مخروط اللهب لديه درجة حرارة ثابتة إلى حد ما. هناك طريقة أخرى لقياس المنطقة الأكثر حرارة وهي البحث عن الجزء الأكثر سطوعًا من اللهب.

بلغت درجة حرارة اللهب الأكثر سخونة على الإطلاق 4990 درجة مئوية. تشكلت هذه النار باستخدام ثنائيسيانو أسيتيلين كوقود وأوزون كمؤكسد. قد يتم أيضا إطلاق النار البارد. على سبيل المثال ، يمكن تكوين شعلة حوالي 120 درجة مئوية باستخدام خليط وقود هواء منظم. ومع ذلك ، نظرًا لأن اللهب البارد بالكاد فوق نقطة غليان الماء ، فمن الصعب الحفاظ على هذا النوع من النار ويخرج بسهولة.

تعرف على المزيد حول النار واللهب من خلال تنفيذ مشاريع علمية مثيرة للاهتمام. على سبيل المثال ، تعلم كيف تؤثر أملاح المعادن على لون اللهب جعل النار الخضراء. استخدام الكيمياء ل أشعل النار بدون استخدام أعواد الثقاب. هل تبحث عن مشروع مثير حقًا؟ يعطى محاولة إطلاق النار.

• شميت روهر ، ك. (2015). "لماذا الاحتراق دائما طارد للحرارة ، محصولا حوالي 418 كيلوجول لكل مول من O₂". ج. كيم. تعليم. 92 (12): 2094–99. دوى:10.1021 / acs.jchemed.5b00333