Was sind die Farben eines Feuers und wie heiß sind die?

Wenn Sie an ein typisches kontrolliertes Feuer denken, wie ein Lagerfeuer oder Lagerfeuer, fallen Ihnen wahrscheinlich viele der Adjektive ein, die sich auf Hitze und Temperatur beziehen: Heiß. Brüllend. Braten. Auf der anderen Seite können Sie auch eine Reihe von visuellen Eindrücken haben: Funkelnd. Schimmernd. Tanzen.

Genauso wie Farben erscheinen in einer Vielzahl von Farbtönen, Intensitäten und auf physischen Medien wie Malerei und Kleidung, sie können auch die gleiche scheinbare Bandbreite visueller "Geschmacksrichtungen" präsentieren, wenn das Medium das ist, was Sie kennen Feuer. Das macht Sinn, denn Feuer ist gerecht... richtig heißes Licht. Oder ist es?

Tatsächlich korrelieren die Farben, die Sie im Feuer sehen, mit der Temperatur im Feuer, so dass Sie erwarten können bestimmte Farben häufiger in heißeren Flammen zu sehen und andere, wenn die Dinge gerade erst kochen oder sterben aus. Aber die Situation ist komplizierter, denn genau das, was in einem bestimmten Feuer brennt, beeinflusst auch die Darstellung der Farben in der flammenden Mischung.

Was Sie als Licht sehen, ist eigentlich elektromagnetische Strahlung (EM), wobei sichtbares Licht eine von mehreren Arten von EM ist und nur einen kleinen Bruchteil des gesamten EM-Spektrums einnimmt. EM-Wellen werden durch eine Wellenlänge, den Abstand zwischen entsprechenden Punkten entlang einer grafisch dargestellten EM-Welle, und eine Frequenz, die Anzahl der Wellenlängen pro Sekunde, die einen festen Punkt passieren, charakterisiert.

• Das Produkt von Wellenlänge (λ) und Frequenz (ν) einer EM-Welle ist immer die Lichtgeschwindigkeit c (3

  × 10⁸ m/s) unabhängig vom EM-Wellentyp.

Der Wellenlängenbereich unter etwa 440 Nanometern (4,4 × 10⁷ m) umfasst Radiowellen am unteren Ende, dann Mikrowellen. Oberhalb etwa 7 × 10⁷ m, Röntgenstrahlen und Gammastrahlen erscheinen; diese haben hohe Frequenzen und sind dadurch mit höherer Energie verbunden. Dies hat Auswirkungen auf die Farben, die in Flammen leuchten.

Das sichtbare Lichtspektrum selbst (4,4 × 10⁷ bis 7 × 10⁷ m) umfasst die vom menschlichen Auge wahrgenommene Strahlung in der Reihenfolge Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett (der berühmte "Roy G. Biv" des naturwissenschaftlichen Grundschulunterrichts). Wie Sie sehen werden, überträgt sich dieser Befehl ins Feuer, wenn auch mit unvollständiger Treue.

Der Grund, warum die meisten Brände, die Sie wahrscheinlich auf der Erde sehen werden, brennen, ist, dass eine Art von Material verbrannt wird, und dies erfordert die Anwesenheit von Sauerstoffgas (O₂). Verschiedene Faktoren können beeinflussen, wie heiß die Flamme brennt, einschließlich der Beschaffenheit des Materials (Benzin brennt offensichtlich sehr gut; Wasser, nicht so sehr) und ob es mit zunehmendem Feuer mit mehr Material und Sauerstoff "befeuert" wird.

Hitze hat Energieeinheiten und kann als eine Größe aufgefasst werden, die sich von Regionen höherer Dichte zu Regionen niedrigerer Dichte bewegt, wie bei der einfachen Diffusion von Molekülen. Licht und Wärme sind beides (im Allgemeinen wünschenswerte!) Produkte von Feuern, und wie oben erwähnt, werden Lichtwellen proportional zu ihrer Frequenz mit Energie in Verbindung gebracht. Diese schnelleren Schwingungen führen zu einer stärkeren Wärmefreisetzung, die wiederum mit höheren Temperaturen innerhalb und in der Nähe der Flamme verbunden ist.

Viele Materialien erzeugen beim Verbrennen charakteristische Farben. So erzeugt beispielsweise das Element Natrium, das sich mit Chlor zu gewöhnlichem Salz (NaCl) verbindet, beim Verbrennen eine leuchtend orange Farbe. Natrium kommt in den meisten Holzarten vor, daher wäre es ungewöhnlich, ein Feuer aus den üblichen Ästen und Stöcken zu bauen und es nicht zumindest orange oder dunkelgelb zu zeigen.

Das Blau Die häufig in Holz vorkommenden Flammen stammen von den Elementen Kohlenstoff und Wasserstoff, die Licht im oberen Bereich des sichtbaren Lichtspektrums emittieren und so blaue und violette Farbtöne erzeugen. Es ist bekannt, dass das Metall Kupfer grün wird, wenn es lange genug der Luft ausgesetzt ist; Kupferverbindungen erzeugen beim Verbrennen grüne oder blaue Farben. Das Metall Lithium, um das gesamte Regenbogenspektrum in diesem einen Abschnitt effektiv abzurunden, brennt rot.

• In der Mitte eines sehr heißen Feuers können Sie ein matt orangefarbenes Leuchten oder sogar einen seltsamen dunklen Raum sehen. Dies ist bekannt als Schwarzkörperstrahlung, und ist charakteristisch für sehr hohe Temperaturen (z. B. ein Merkmal von Sternen). Metalle, die sich noch stärker erwärmen können, durchlaufen andere Farben dieser Strahlungsart (dh zum violetten Ende des sichtbaren Spektrums).

Jetzt kochst du! Bevor Sie also einen Blick darauf werfen, welche Farben von Feuern bei einer bestimmten Temperatur zu erwarten sind, ist es Es ist hilfreich, den Temperaturbereich zu kennen, der bei den Arten von Bränden erzeugt wird, denen Sie begegnen und nach denen Sie suchen können Farben. Schließlich sind dies keine Informationen, die die meisten Leute in ihren Köpfen oder irgendwo auf ihrem Smartphone aufbewahren.

Die Flamme einer typischen Kerze hat einen äußeren Kern, der bei fast 1.400 ° C (ca. 2.500 ° F) brennt, während der Kern der Flamme bei 800 ° C (1.450 ° F) brennt. Das sind außergewöhnliche Temperaturen für eine so kleine Flamme! Die Wände eines Haushaltsofens können dagegen Temperaturen von etwa 500 °C (900 °F) erreichen; Das heißt, die Back- oder Grilltemperatur erreicht nur etwa die Hälfte derjenigen des Metalls in den Wänden.

Wenn Sie zu Hause einen Kamin haben, an dem Sie sich gerne in dezenter Entfernung die Hände wärmen, lodern die wärmespendenden Flammen bei ca. 600 °C. Ein mit Holzkohle und Holz geschürtes Lagerfeuer kann bis zu 1.100 °C (2.000 °F) erreichen, ebenso wie ein Labor-Bunsenbrenner. Die Innentemperatur der Sonne von 2.000.000 °C (3.600.000 °F) lässt all diese Werte natürlich eher trivial erscheinen.

Wie Sie erfahren haben, beeinflussen sowohl die Art des Materials, das in einem Feuer verbrannt wird, als auch die Temperatur eines Feuers die Farben, die Sie sehen. Wie das Beispiel der beiden sehr unterschiedlichen Kerzentemperaturen zeigt, ist auch jedes Feuer fast fire sicher, dass es einen Temperaturbereich gibt (was manchmal einen großen Teil der Farbvariation erklärt) beobachtete).

Wenn etwas erhitzt wird, wird es zuerst zu Gas (etwas, das Sie normalerweise nicht beobachten können). Diese Gasmoleküle reagieren dann mit dem Sauerstoff, wenn es sich tatsächlich um brennbare Moleküle handelt. Es wäre typisch, ein Feuer, das aus einem einheitlichen Material besteht und kontrolliert erhitzt wird, zu sehen heated rötliche, dann orangefarbene und schließlich leuchtend gelbe Flammen, die zunehmende Energie und Hitze zeigen veröffentlicht.

Wenn Sie eine Kerze anzünden und genau studieren, werden Sie wahrscheinlich feststellen, dass ein beträchtlicher Teil des äußeren Kerns blau ist, was normalerweise beispielsweise in Kaminen nicht viel zu sehen ist. Angesichts der Temperaturunterschiede, die für diese Brände angegeben werden, ist dies nicht verwunderlich.

Obwohl die Quellen etwas variieren, ist es möglich, ein ausreichend zuverlässiges Diagramm zu erstellen, das die Beziehung zwischen Flammentemperatur und Flammenfarbe über das sichtbare Lichtspektrum hinweg zeigt.

• Dunkelrot (erstes sichtbares Leuchten): 500 bis 600 °C (900 bis 1.100 .)

  °F) * Mattrot: 600 bis 800 °C (1.100 bis 1.650

  °F) * leuchtendes Kirschrot: 800 bis 1.000 °C (1.650 bis 1.800 .)

  °F) * Orange: 1.000 bis 1.200 °C (1.800 bis 2.100 .)

  °F) * Hellgelb: 1.200 bis 1.400 °C (2.100 bis 2.500

  °F) * Weiß: 1.400 bis 1.600 °C (2.500 bis 2.900

  °F)

Temperaturen, die hoch genug sind, um blaue Flammen zu erzeugen, sind bei Lagerfeuern ungewöhnlich, weshalb sie häufiger bei der Verwendung von Metallen auftreten, wie beim Schweißen,