Какви са цветовете на огъня и колко горещи са те?

Когато мислите за типичен контролиран огън, като лагерен огън или огън, много от прилагателните, които ви идват на ум, вероятно се отнасят до топлина и температура: Горещо. Реващ. Печене. От друга страна, може да имате и редица визуални впечатления: Искрящо. Блестящо. Танцуване.

Точно като цветове се появяват в различни нюанси, интензивност и на физически носители като рисуване и облекло, те също могат да представят същия очевиден диапазон от визуални "вкусове", когато средата е това, което знаете огън. Това има смисъл, тъй като огънят е справедлив... наистина гореща светлина. Или е?

В крайна сметка цветовете, които виждате в огъня, корелират с температурата в огъня, така че можете да очаквате да виждате определени цветове по-често при по-горещ пламък и други, когато нещата просто се готвят или умират навън. Но ситуацията е по-сложна от тази, защото точно това, което гори в даден огън, също влияе върху показването на цветовете в пламтящата смес.

Това, което виждате като светлина, всъщност е електромагнитно излъчване (ЕМ), като видимата светлина е един от многото видове ЕМ и заема само малка част от целия ЕМ спектър. ЕМ вълните се характеризират с дължина на вълната, разстоянието между съответните точки по графична ЕМ вълна и честота, броят на дължините на вълните в секунда, преминаващи фиксирана точка.

• Продуктът на дължина на вълната (λ) и честота (ν) на ЕМ вълна е винаги скоростта на светлината c (3

  × 10⁸ m / s) независимо от типа на вълната EM.

Обхватът на дължините на вълните под около 440 нанометра (4.4 × 10⁷ м) включва радиовълни в долния край, след това микровълни. Над около 7 × 10⁷ m, появяват се рентгенови и гама лъчи; те имат високи честоти и в резултат са свързани с по-висока енергия. Това има значение за цветовете, които се виждат светещи в пламъци.

Самият спектър на видимата светлина (4.4 × 10⁷ до 7 × 10⁷ м) включва излъчване, възприемано от човешкото око като подредено червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго и виолетово (известният „Рой Г. Biv "от началните класове по природни науки). Както ще видите, тази заповед преминава в огън, макар и с непълна вярност.

Причината, поради която повечето пожари, които вероятно ще видите на Земята, е, че някакъв материал се подлага на изгаряне и това изисква наличието на кислороден газ (O₂). Различни фактори могат да повлияят на това колко горещ е пламъкът, включително естеството на материала (очевидно бензинът гори много добре; вода, не толкова) и дали се „зарежда“ с повече материал и кислород, докато огънят расте.

Топлина има единици енергия и може да се разглежда като величина, която се движи от области с по-висока плътност към области с по-ниска плътност, както при обикновената дифузия на молекули. Светлината и топлината са и двете (обикновено желателно!) Продукти от пожари и както беше отбелязано по-горе, светлинните вълни са свързани с енергия пропорционално на тяхната честота. Тези по-бързи трептения водят до по-голямо освобождаване на топлина и това от своя страна е свързано с по-високи температури в и близо до пламъка.

Много материали произвеждат характерни цветове при изгаряне. Например елементът натрий, който се комбинира с хлор, образувайки обикновена сол (NaCl), при изгаряне създава ярко оранжев цвят. Натрият се намира в повечето видове дървесина, така че би било необичайно да се събира огън от обичайните клони и пръчки и той да не показва поне някакъв оранжев или тъмножълт цвят.

The син често срещан при дървесни пламъци идва от елементите въглерод и водород, които излъчват светлина в горния край на видимия светлинен спектър и по този начин създават сини и виолетови нюанси. Известно е, че металната мед става зелена, ако е изложена на въздух достатъчно дълго; медни съединения създават зелени или сини цветове при изгаряне. Металният литий, който ефективно закръгля целия спектър на дъгата в рамките на този единствен участък, изгаря в червено.

• В центъра на много горещ огън може да видите тъп оранжев блясък или дори любопитно тъмно пространство. Това е известно като излъчване на черно тяло, и е характерно за много високи температури (например, това е характеристика на звездите). Метали, които могат да се нагреят още повече, прогресират чрез други цветове от този тип радиация (т.е. към виолетовия край на видимия спектър).

Сега готвите! Така че, преди да разгледате точно какви цветове да очаквате при пожари при определена температура, това е полезно е да знаете диапазона на температурите, произведени при видовете пожари, които сте склонни да срещнете и да сканирате цветове. В крайна сметка това не е информация, която повечето хора държат в главите си или някъде удобно на смартфоните си.

Пламъкът на типична свещ има външна сърцевина, която гори при близо 1400 ° C (около 2500 ° F), докато сърцевината на пламъка гори при 800 ° C (1450 ° F). Това са извънредни температури за толкова малък пламък! Междувременно стените на домакинска фурна могат да достигнат температури около 500 ° C (900 ° F); това означава, че температурата на печене или печене достига само около половината от тази в метала в стените.

Ако имате камина в дома си, която искате да затоплите ръцете си на дискретно разстояние, пламъците, осигуряващи топлината, шумят при около 600 ° C (1100 ° F). Огънят с въглен и дърво може да достигне до 1100 ° C (2000 ° F), както и лабораторната горелка Bunsen. Разбира се, вътрешната температура на слънцето от 2 000 000 ° C (3 600 000 ° F) прави всички тези стойности да изглеждат доста тривиални.

Както разбрахте, както видът на материала, който се изгаря при пожар, така и температурата на огъня влияят върху цветовете, които виждате, че се получават. Също така, както илюстрира примерът с двете значително различни температури на свещите, всеки един пожар е почти със сигурност има диапазон от температури в него (обяснявайки понякога голямо количество вариране на цвета наблюдаваното).

Когато нещо се нагрява, първо се превръща в газ (нещо, което обикновено не можете да наблюдавате). След това тези газови молекули реагират с кислорода, ако всъщност са горими молекули. Би било типично да видите пожар, състоящ се от еднороден материал и нагрят контролирано червеникав, след това оранжев и накрая ярко жълт пламък, демонстриращ нарастваща енергия и топлина освободен.

Ако запалите и внимателно изучите свещ, вероятно ще забележите, че значителна част от външната сърцевина е синя, нещо, което обикновено не се вижда много в, например, камините. Предвид разликите в температурите, дадени за тези пожари, това изобщо не е изненадващо.

Докато източниците варират донякъде, възможно е да се изгради достатъчно надеждна диаграма, показваща връзката между температурата на пламъка и цвета на пламъка в спектъра на видимата светлина.

• Тъмно червено (първо видимо сияние): 500 до 600 ° C (900 до 1100

  ° F) * Тъмно червено: 600 до 800 ° C (1100 до 1650

  ° F) * Ярко черешово червено: 800 до 1000 ° C (1650 до 1800

  ° F) * Оранжево: 1000 до 1200 ° C (1800 до 2100

  ° F) * Ярко жълто: 1200 до 1400 ° C (2100 до 2500

  ° F) * Бяло: 1400 до 1600 ° C (2500 до 2900

  ° F)

Достатъчно високи температури, за да се получи син пламък, са необичайни при лагерните огньове, поради което те се наблюдават по-често, когато се използват метали, както при заваряване,