Ποια είναι τα χρώματα μιας φωτιάς και πόσο ζεστά είναι;

Όταν σκέφτεστε μια τυπική ελεγχόμενη φωτιά, όπως φωτιά σε φωτιά ή φωτιά, πολλά από τα επίθετα που έρχονται στο μυαλό πιθανώς αφορούν τη θερμότητα και τη θερμοκρασία: Ζεστό. Φλοίσβος. Ψήσιμο. Από την άλλη πλευρά, μπορεί να έχετε και ορισμένες οπτικές εντυπώσεις: Αφρώδης. Λάμπει. Χορός.

Απλα οπως χρωματιστά εμφανίζονται σε μια ποικιλία αποχρώσεων, εντάσεων και σε φυσικά μέσα όπως ζωγραφική και ρούχα, μπορούν επίσης να παρουσιάσουν την ίδια εμφανή γκάμα οπτικών «γεύσεων» όταν το μέσο είναι αυτό που γνωρίζετε Φωτιά. Αυτό έχει νόημα, αφού η φωτιά είναι δίκαιη... πολύ ζεστό φως. Ή μήπως είναι?

Όπως συμβαίνει, τα χρώματα που βλέπετε στη φωτιά συσχετίζονται με τη θερμοκρασία στη φωτιά, έτσι ώστε να μπορείτε να περιμένετε να βλέπετε συγκεκριμένα χρώματα πιο συχνά σε θερμότερες φλόγες και άλλα όταν τα πράγματα μαγειρεύουν ή πεθαίνουν έξω. Αλλά η κατάσταση είναι πιο περίπλοκη από αυτό γιατί ακριβώς αυτό που καίει σε μια δεδομένη φωτιά επηρεάζει επίσης την εμφάνιση χρωμάτων στο φλεγόμενο μείγμα.

Αυτό που βλέπετε ως φως είναι στην πραγματικότητα ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (EM), με το ορατό φως να είναι ένας από έναν αριθμό τύπων EM και να καταλαμβάνει μόνο ένα μικρό κλάσμα ολόκληρου του φάσματος EM. Τα κύματα EM χαρακτηρίζονται από ένα μήκος κύματος, την απόσταση μεταξύ των αντίστοιχων σημείων κατά μήκος ενός γραφικού κύματος EM και μια συχνότητα, τον αριθμό των μηκών κύματος ανά δευτερόλεπτο που περνούν ένα σταθερό σημείο.

• Το προϊόν της μήκος κύματος (λ) και συχνότητα (ν) ενός κύματος EM είναι πάντα η ταχύτητα του φωτός c (3

  × 10⁸ m / s) ανεξάρτητα από τον τύπο κύματος EM.

Το εύρος των μηκών κύματος κάτω από περίπου 440 νανόμετρα (4,4 × 10⁷ m) περιλαμβάνει ραδιοκύματα στο χαμηλό άκρο και μετά μικροκύματα. Πάνω από περίπου 7 × 10⁷ m, ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα εμφανίζονται? Αυτά έχουν υψηλές συχνότητες και σχετίζονται με υψηλότερη ενέργεια ως αποτέλεσμα. Αυτό έχει επιπτώσεις στα χρώματα που φαίνονται να καίγονται στις φλόγες.

Το ίδιο το φάσμα ορατού φωτός (4,4 × 10⁷ έως 7 × 10⁷ m) περιλαμβάνει την ακτινοβολία που γίνεται αντιληπτή από το ανθρώπινο μάτι ως, κατά σειρά, κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε, λουλακί και ιώδες (το περίφημο "Roy G. Biv "των μαθημάτων δημοτικών σχολείων). Όπως θα δείτε, αυτή η παραγγελία μεταφέρεται σε φωτιά, αν και με ελλιπή πιστότητα.

Ο λόγος που οι περισσότερες πυρκαγιές είναι πιθανό να δείτε στη Γη να καίγονται είναι ότι κάποιο είδος υλικού υφίσταται καύση και αυτό απαιτεί την παρουσία αερίου οξυγόνου (O₂). Διάφοροι παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν την καύση της φλόγας, συμπεριλαμβανομένης της φύσης του υλικού (προφανώς, η βενζίνη καίγεται πολύ καλά. νερό, όχι τόσο πολύ) και εάν «τροφοδοτείται» με περισσότερο υλικό και οξυγόνο καθώς η φωτιά μεγαλώνει.

Θερμότητα έχει μονάδες ενέργειας και μπορεί να εκληφθεί ως ποσότητα που κινείται από περιοχές υψηλότερης πυκνότητας σε περιοχές χαμηλότερης πυκνότητας, όπως και με την απλή διάχυση μορίων. Το φως και η θερμότητα είναι και τα δύο (γενικά επιθυμητά!) Προϊόντα πυρκαγιάς, και όπως προαναφέρθηκε, τα φωτεινά κύματα συνδέονται με την ενέργεια ανάλογα με τη συχνότητά τους. Αυτές οι ταχύτερες ταλαντώσεις έχουν ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη απελευθέρωση της θερμότητας, και αυτό με τη σειρά του σχετίζεται με υψηλότερες θερμοκρασίες εντός και κοντά στη φλόγα.

Πολλά υλικά παράγουν χαρακτηριστικά χρώματα όταν καίγονται. Για παράδειγμα, το στοιχείο νατρίου, το οποίο συνδυάζεται με χλώριο για να σχηματίσει συνηθισμένο αλάτι (NaCl), παράγει ένα φωτεινό πορτοκαλί χρώμα όταν καίγεται. Το νάτριο απαντάται στα περισσότερα είδη ξύλου, οπότε θα ήταν ασυνήθιστο να συναρμολογείτε μια φωτιά από τα συνηθισμένα κλαδιά και μπαστούνια και να μην εμφανίζει τουλάχιστον κάποιο πορτοκαλί ή σκούρο κίτρινο χρώμα.

ο μπλε Συχνά παρατηρείται στις φλόγες ξύλου προέρχεται από τα στοιχεία άνθρακα και υδρογόνο, τα οποία εκπέμπουν φως στο άνω άκρο του φάσματος ορατού φωτός, και δημιουργούν έτσι μπλε και μοβ αποχρώσεις. Ο μεταλλικός χαλκός είναι γνωστό ότι γίνεται πράσινος εάν εκτεθεί στον αέρα για αρκετό καιρό. ενώσεις χαλκού δημιουργούν πράσινα ή μπλε χρώματα όταν καίγονται. Το μεταλλικό λίθιο, για να ολοκληρώσει αποτελεσματικά ολόκληρο το φάσμα του ουράνιου τόξου σε αυτό το τμήμα, καίει κόκκινο.

• Στο κέντρο μιας πολύ καυτής φωτιάς, μπορεί να δείτε μια θαμπή πορτοκαλί λάμψη ή ακόμη και έναν περίεργο σκοτεινό χώρο. Αυτό είναι γνωστό ως ακτινοβολία μαύρου σώματος, και είναι χαρακτηριστικό των πολύ υψηλών θερμοκρασιών (για παράδειγμα, είναι ένα χαρακτηριστικό των αστεριών). Μέταλλα που μπορούν να θερμάνουν ακόμη μεγαλύτερη πρόοδο μέσω άλλων χρωμάτων αυτού του τύπου ακτινοβολίας (δηλαδή, προς το ιώδες άκρο του ορατού φάσματος).

Τώρα μαγειρεύετε! Λοιπόν, πριν ρίξετε μια ματιά σε ποια χρώματα θα περιμένετε από τις πυρκαγιές που καίγονται σε μια δεδομένη θερμοκρασία, είναι είναι χρήσιμο να γνωρίζετε το εύρος των θερμοκρασιών που παράγονται στα είδη των πυρκαγιών που μπορείτε να αντιμετωπίσετε και να σαρώσετε χρωματιστά. Σε τελική ανάλυση, αυτό δεν είναι πληροφορίες που οι περισσότεροι άνθρωποι διατηρούν στο μυαλό τους ή σε κάποιο σημείο εύχρηστο στα smartphone τους.

Η φλόγα ενός τυπικού κεριού έχει έναν εξωτερικό πυρήνα που καίει κοντά στους 1.400 ° C (περίπου 2.500 ° F) ενώ ο πυρήνας της φλόγας καίγεται στους 800 ° C (1.450 ° F). Αυτές είναι εξαιρετικές θερμοκρασίες για μια τόσο μικρή φλόγα! Τα τοιχώματα ενός φούρνου οικιακής χρήσης, εν τω μεταξύ, μπορούν να φτάσουν σε θερμοκρασίες περίπου 500 ° C (900 ° F). Αυτό σημαίνει ότι η θερμοκρασία ψησίματος ή ψησίματος φτάνει μόνο το μισό περίπου από αυτό στο μέταλλο στους τοίχους.

Εάν έχετε τζάκι στο σπίτι σας που σας αρέσει να ζεσταίνετε τα χέρια σας σε μια διακριτική απόσταση, οι φλόγες που παρέχουν τη θερμότητα εκρήγνυνται περίπου στους 600 ° C (1.100 ° F). Μια φωτιά που τροφοδοτείται με κάρβουνο και ξύλο μπορεί να φτάσει τους 1.100 ° C (2.000 ° F), όπως και ένα εργαστήριο καυστήρα Bunsen. Φυσικά, η εσωτερική θερμοκρασία του ήλιου των 2.000.000 ° C (3.600.000 ° F) κάνει όλες αυτές τις τιμές να φαίνονται μάλλον ασήμαντες.

Όπως έχετε μάθει, τόσο ο τύπος υλικού που καίγεται σε φωτιά όσο και η θερμοκρασία μιας φωτιάς επηρεάζουν τα χρώματα που βλέπετε να παράγονται. Επίσης, όπως δείχνει το παράδειγμα των δύο πολύ διαφορετικών θερμοκρασιών κεριών, κάθε φωτιά είναι σχεδόν είναι βέβαιο ότι έχει ένα εύρος θερμοκρασιών μέσα του (εξηγώντας πολλές φορές την ποικιλία των χρωμάτων μερικές φορές παρατηρήθηκε).

Όταν κάτι θερμαίνεται, αρχικά μετατρέπεται σε αέριο (κάτι που συνήθως δεν μπορείτε να παρατηρήσετε). Αυτά τα μόρια αερίου στη συνέχεια αντιδρούν με το οξυγόνο εάν είναι στην πραγματικότητα εύφλεκτα μόρια. Θα ήταν τυπικό να βλέπουμε μια φωτιά αποτελούμενη από ένα ομοιόμορφο υλικό και να θερμαίνεται με ελεγχόμενο τρόπο κοκκινωπό, έπειτα πορτοκαλί και τελικά φωτεινές κίτρινες φλόγες, αποδεικνύοντας αυξανόμενη ενέργεια και θερμότητα απελευθερώθηκε.

Εάν ανάψετε και εξετάσετε προσεκτικά ένα κερί, πιθανότατα θα παρατηρήσετε ότι ένα μεγάλο μέρος του εξωτερικού πυρήνα είναι μπλε, κάτι που συνήθως δεν φαίνεται πολύ στα τζάκια. Λαμβάνοντας υπόψη τις διαφορές στις θερμοκρασίες που δίνονται για αυτές τις πυρκαγιές, αυτό δεν προκαλεί καθόλου έκπληξη.

Ενώ οι πηγές διαφέρουν κάπως, είναι δυνατόν να κατασκευαστεί ένα αρκετά αξιόπιστο γράφημα που να δείχνει τη σχέση μεταξύ θερμοκρασίας φλόγας και χρώματος φλόγας σε όλο το φάσμα του ορατού φωτός.

• Σκούρο κόκκινο (πρώτη ορατή λάμψη): 500 έως 600 ° C (900 έως 1.100

  ° F) * Θαμπό κόκκινο: 600 έως 800 ° C (1.100 έως 1.650

  ° F) * Φωτεινό κόκκινο κεράσι: 800 έως 1.000 ° C (1.650 έως 1.800

  ° F) * Πορτοκαλί: 1.000 έως 1.200 ° C (1.800 έως 2.100

  ° F) * Φωτεινό κίτρινο: 1.200 έως 1.400 ° C (2.100 έως 2.500

  ° F) * Λευκό: 1.400 έως 1.600 ° C (2.500 έως 2.900

  ° F)

Οι θερμοκρασίες αρκετά υψηλές για να παράγουν μπλε φλόγες είναι ασυνήθιστες στις πυρκαγιές, γι 'αυτό παρατηρούνται συχνότερα όταν χρησιμοποιούνται μέταλλα, όπως στη συγκόλληση,