Millised on tulekahju värvid ja kui kuumad need on?

Kui mõtlete tüüpilisele kontrollitud tulele, näiteks lõkkele või lõkkele, puudutavad paljud meelde tulevad omadussõnad tõenäoliselt soojust ja temperatuuri: Kuum. Möirgamine. Röstimine. Teiselt poolt võib teil olla ka mitmeid visuaalseid muljeid: Sädelev. Särisev. Tantsimine.

Just nagu värvid ilmuvad mitmesugustes toonides, intensiivsuses ja füüsilistel kandjatel, nagu maal ja rõivad, võivad nad esitada ka sama visuaalse "maitse" vahemiku, kui meedium on see, mida te teate tulekahju. See on mõistlik, kuna tuli on õiglane... tõesti kuum valgus. Või on see nii?

Nagu juhtub, korreleeruvad tules nähtavad värvid tulega temperatuuriga, nii et võite oodata näha teatud värve sagedamini kuumemas leegis ja teisi, kui asjad alles küpsevad või surevad välja. Kuid olukord on sellest keerulisem, sest täpselt see, mis antud tules põleb, mõjutab ka värvide kuvamist leegitsevas segus.

See, mida te valgusena näete, on tegelikult elektromagnetiline kiirgus (EM), nähtav valgus on üks paljudest EM-tüüpidest ja hõivab ainult väikese osa kogu EM-spektrist. EM-laineid iseloomustab lainepikkus, kaugus graafiliste EM-lainete vastavate punktide vahel ja sagedus, fikseeritud punkti läbivate lainepikkuste arv sekundis.

• Produkt lainepikkus (λ) ja sagedus (ν) EM-laine väärtus on alati valguse kiirus c (3

  × 10⁸ m / s) olenemata EM-laine tüübist.

Lainepikkuste vahemik on alla umbes 440 nanomeetrit (4,4 × 10⁷ m) sisaldab raadiolaineid madalamas otsas, seejärel mikrolaineid. Üle umbes 7 × 10⁷ ilmuvad m, röntgen- ja gammakiired; neil on kõrged sagedused ja seetõttu on need seotud suurema energiaga. See mõjutab leekides helendavaid värve.

Nähtava valguse spekter ise (4,4 × 10⁷ kuni 7 × 10⁷ m) hõlmab inimsilma poolt järjestikku tajutavat kiirgust punase, oranži, kollase, rohelise, sinise, indigo ja violetsena (kuulus "Roy G. Algklasside reaaltundide biv). Nagu näete, kandub see korraldus tulle, ehkki täiusliku truudusega.

Põhjus, miks enamik tulekahjusid, mida Maal tõenäoliselt näete, on see, et mingi materjal põleb ja see nõuab hapnikugaasi (O₂). Leegi põletamise kuumust võivad mõjutada erinevad tegurid, sealhulgas materjali iseloom (ilmselgelt põleb bensiin väga hästi; vett, mitte nii palju) ja kas seda "kütetakse" tule kasvades rohkem materjali ja hapnikuga.

Kuumus omab energiaühikuid ja seda saab ette kujutada suurusena, mis liigub suurema tihedusega piirkondadest madalama tihedusega piirkondadesse, nagu molekulide lihtsa difusiooni korral. Valgus ja soojus on mõlemad (üldiselt soovitavad!) Tulekahjude produktid ja nagu eespool märgitud, on valguslained energiaga seotud nende sagedusega. Need kiiremad võnked toovad kaasa suurema soojuse vabanemise ja see on omakorda seotud kõrgemate temperatuuridega leegi sees ja läheduses.

Paljud materjalid annavad põletamisel iseloomulikke värve. Näiteks naatriumelement, mis liitub klooriga tavaliseks soolaks (NaCl), tekitab põletamisel erkoranži värvi. Naatriumi leidub enamikus puiduliikides, mistõttu oleks harjumatu tuld kokku panna tavalistest okstest ja pulkadest ning lasta sellel mitte näidata vähemalt oranži või tumekollast värvi.

The sinine sageli nähakse puiduleekides süsiniku ja vesiniku elementidest, mis kiirgavad valgust nähtava valgusspektri ülemises otsas ja loovad seeläbi siniseid ja violetseid toone. Metallist vask muutub teadaolevalt roheliseks, kui see on piisavalt kaua õhus; vaseühendid loovad põletamisel rohelise või sinise värvi. Metallist liitium põleb punaselt kogu vikerkaarespektri tõhusaks ümardamiseks.

• Väga kuuma tulekahju keskmes võite näha tuhmi oranži kuma või isegi uudishimulikku tumedat ruumi. Seda tuntakse kui mustkeha kiirgusja on iseloomulik väga kõrgetele temperatuuridele (näiteks on see tähtede omadus). Metallid, mis võivad seda tüüpi kiirguse muude värvide kaudu (st nähtava spektri violetse otsa suunas) veelgi rohkem kuumeneda.

Nüüd teete süüa! Niisiis, enne kui vaadata, milliseid värve võib oodata tulekahjude põlemisel antud temperatuuril, on see nii kasulik teada mitmesugustes tulekahjudes tekkivate temperatuuride vahemikku, mida võite kohata ja otsida värvid. Lõppude lõpuks pole see teave, mida enamik inimesi hoiab oma peas või kusagil nutitelefonides käepärast.

Tüüpilise küünla leegil on välimine südamik, mis põleb peaaegu 1400 ° C (umbes 2500 ° F) lähedal, samas kui leegi südamik põleb temperatuuril 800 ° C (1450 ° F). Need on nii väikese leegi jaoks erakordsed temperatuurid! Majapidamisahju seinad võivad vahepeal tõusta temperatuurini umbes 500 ° C (900 ° F); see tähendab, et küpsetamise või küpsetamise temperatuur jõuab ainult umbes poole seintes oleva metalli temperatuurist.

Kui teie kodus on kamin, millele soovite oma käsi diskreetse vahemaa tagant soojendada, mühiseb soojust pakkuv leek umbes 600 ° C (1100 ° F) juures. Söe ja puiduga varustatud jaanituli võib tõusta kuni 1100 ° C (2000 ° F), nagu ka Bunseni labori põleti. Muidugi muudab päikese sisetemperatuur 2 000 000 ° C (3 600 000 ° F) kõik need väärtused üsna tühiseks.

Nagu olete õppinud, mõjutavad teie tekitatud värve nii tulekahjus põletatud materjali tüüp kui ka tulekahju temperatuur. Samuti, nagu illustreerib kahe väga erineva küünlatemperatuuri näide, on üks tulekahju peaaegu kindlasti on selles temperatuuride vahemik (seletades mõnikord suurt hulka värvimuutusi täheldatud).

Kui midagi kuumutatakse, muutub see kõigepealt gaasiks (midagi, mida tavaliselt ei saa jälgida). Need gaasimolekulid reageerivad seejärel hapnikuga, kui need on tegelikult põlevad molekulid. Tüüpiline oleks näha ühtlasest materjalist koosnevat ja kontrollitult kuumutatud tuld punakas, siis oranž ja lõpuks erekollane leek, mis näitab suurenevat energiat ja soojust vabastati.

Kui süütate küünla ja uurite seda tähelepanelikult, märkate tõenäoliselt, et suur osa välimisest südamikust on sinine, mida näiteks kaminates eriti ei näe. Arvestades nende tulekahjude jaoks antud temperatuuride erinevusi, pole see üldse üllatav.

Kuigi allikad varieeruvad mõnevõrra, on võimalik koostada piisavalt usaldusväärne diagramm, mis näitab leegi temperatuuri ja leegi värvi suhet kogu nähtava valguse spektris.

• Tumepunane (esimene nähtav kuma): 500 kuni 600 ° C (900 kuni 1100

  * Tuhmpunane: 600 kuni 800 ° C (1100 kuni 1650

  * Hele kirsipunane: 800 kuni 1000 ° C (1650 kuni 1800

  Oranž: 1000 kuni 1200 ° C (1800 kuni 2100

  * Erekollane: 1200 kuni 1400 ° C (2100 kuni 2500

  * Valge: 1400 kuni 1600 ° C (2500 kuni 2900

  ° F)

Piisavalt kõrge temperatuur sinise leegi tekitamiseks on lõkkes ebatavaline, mistõttu on neid sagedamini näha metallide kasutamisel, näiteks keevitamisel,