Mitkä ovat tulipalon värit ja kuinka kuumia ne ovat?

Kun ajattelet tyypillistä hallittua tulta, kuten nuotio tai kokko, monet mielessäni olevat adjektiivit koskevat todennäköisesti lämpöä ja lämpötilaa: Kuuma. Möly. Paahtaminen. Toisaalta sinulla voi olla myös useita visuaalisia vaikutelmia: Helmeilevä. Hohtava. Tanssi.

Aivan kuten värejä esiintyvät erilaisina sävyinä, intensiteetteinä ja fyysisillä aineilla, kuten maalauksessa ja vaatteissa, ne voivat myös esittää saman näennäisen visuaalisten "makujen" alueen, kun väliaine on sellainen kuin tiedät antaa potkut. Tämä on järkevää, koska tuli on oikeudenmukaista... todella kuuma valo. Vai onko se?

Kuten tapahtuu, tulessa näkyvät värit korreloivat tulipalon lämpötilan kanssa, joten voit odottaa nähdä tiettyjä värejä useammin kuumemmissa liekeissä ja muissa, kun asiat ovat vasta ruoanlaittoon tai kuolemassa ulos. Tilanne on kuitenkin monimutkaisempi, koska juuri se, mikä palaa tietyssä tulessa, vaikuttaa myös värien esiin liekehtivässä sekoituksessa.

Valona näkemäsi on itse asiassa sähkömagneettista säteilyä (EM), näkyvä valo on yksi monista EM-tyypeistä ja vie vain pienen osan koko EM-spektristä. EM-aalloille on tunnusomaista aallonpituus, vastaavien pisteiden välinen etäisyys graafista EM-aaltoa pitkin ja taajuus, aallonpituuksien lukumäärä sekunnissa, joka kulkee kiinteän pisteen.

• Tuote aallonpituus (λ) ja taajuus (ν) EM-aallon arvo on aina valon nopeus c (3

  × 10⁸ m / s) riippumatta EM-aaltotyypistä.

Aallonpituusalue alle noin 440 nanometriä (4,4 × 10⁷ m) sisältää radioaallot alimmassa päässä ja sitten mikroaallot. Noin noin 7 × 10⁷ m, röntgensäteet ja gammasäteet näkyvät; näillä on korkeat taajuudet ja niiden seurauksena liittyy korkeampaan energiaan. Tällä on vaikutuksia liekeissä hehkuviin väreihin.

Itse näkyvän valon spektri (4,4 × 10⁷ kokoon 7 × 10⁷ m) sisältää säteilyn, jonka ihmissilmä havaitsee järjestyksessä punaisena, oranssina, keltaisena, vihreänä, sinisenä, indigona ja violettina (kuuluisa "Roy G. Ala-asteen luonnontieteiden luokkien Biv). Kuten näette, tämä järjestys siirtyy tuleen, vaikkakin epätäydellisellä uskollisuudella.

Syy useimpiin tulipaloihin, jotka todennäköisesti näet maapallolla, on se, että jonkinlainen materiaali palaa, ja tämä vaatii happikaasun (O₂). Liekin palamiselle voivat vaikuttaa monet tekijät, mukaan lukien materiaalin luonne (bensiini palaa tietenkin hyvin; vettä, ei niin paljon) ja onko "polttoaineena" enemmän materiaalia ja happea tulen kasvaessa.

Lämpö on energiayksiköitä ja se voidaan ajatella määränä, joka siirtyy tiheämmiltä alueilta pienemmän tiheyden alueille, kuten molekyylien yksinkertainen diffuusio. Valo ja lämpö ovat molemmat (yleensä toivottavia!) Tulipalojen tuotteita, ja kuten edellä todettiin, valoaallot liittyvät energiaan suhteessa niiden taajuuteen. Nämä nopeammat värähtelyt johtavat suurempaan lämmön vapautumiseen, ja tämä puolestaan ​​liittyy korkeampiin lämpötiloihin liekin sisällä ja lähellä.

Monet materiaalit tuottavat tyypillisiä värejä poltettaessa. Esimerkiksi natriumelementti, joka yhdistyy klooriin muodostaen tavallisen suolan (NaCl), tuottaa palavan kirkkaan oranssin värin. Natriumia esiintyy useimmissa puulajeissa, joten olisi epätavallista koota tulipalo tavallisista oksista ja sauvoista, eikä siinä ole ainakin oranssia tai tumman keltaista väriä.

sininen Puuliekeissä usein nähdään hiilen ja vedyn alkuaineista, jotka lähettävät valoa näkyvän valospektrin yläpäähän ja luovat siten sinisiä ja violetteja sävyjä. Metallikuparin tiedetään muuttuvan vihreäksi, jos se altistetaan ilmalle riittävän kauan; kupariyhdisteet muodostavat vihreän tai sinisen värin palamisen yhteydessä. Metallinen litium, joka pyöristää tehokkaasti koko sateenkaaren spektrin tässä osassa, palaa punaisena.

• Erittäin kuuman tulen keskellä saatat nähdä tylsän oranssin hehkun tai jopa utelias pimeän tilan. Tämä tunnetaan nimellä mustan kappaleen säteily, ja se on ominaista erittäin korkeille lämpötiloille (esimerkiksi tähtien ominaisuus). Metallit, jotka voivat lämmittää vielä enemmän edistystä tämän tyyppisten muiden säteilyn värien kautta (eli kohti näkyvän spektrin violettia päätä).

Nyt olet ruoanlaitto! Joten, ennen kuin katsotaan, mitä värejä voi odottaa tulipalojen palamisesta tietyssä lämpötilassa, se on hyödyllistä tietää lämpötila, joka syntyy erilaisissa tulipaloissa, joita kohtaat ja etsit värejä. Loppujen lopuksi tämä ei ole tietoa, jota useimmat ihmiset pitävät päänsä sisällä tai jossain kätevässä älypuhelimessa.

Tyypillisen kynttilän liekissä on ulompi ydin, joka palaa lähes 1400 ° C: n lämpötilassa, kun taas liekin ydin palaa 800 ° C: ssa (1450 ° F). Nämä ovat poikkeuksellisia lämpötiloja niin pienelle liekille! Sillä välin kotitalousuunin seinät voivat nousta noin 500 ° C: n lämpötilaan; tämä tarkoittaa, että paistamis- tai paistolämpötila saavuttaa vain noin puolet seinien metallin lämpötilasta.

Jos kotona on takka, jonka haluat lämmittää kätesi huomaamattomalla etäisyydellä, lämpöä tuottavat liekit mölyvät noin 600 ° C: n lämpötilassa (1100 ° F). Hiilellä ja puulla lämmitetty kokko voi nousta 1100 ° C: een, samoin kuin laboratorion Bunsen-poltin. Tietysti auringon sisäinen lämpötila 2 000 000 ° C (3600 000 ° F) saa kaikki nämä arvot näyttämään melko vähäisiltä.

Kuten olet oppinut, sekä tulessa palava materiaalityyppi että tulen lämpötila vaikuttavat näkemiisi väreihin. Lisäksi, kuten esimerkki kahdesta huomattavasti erilaisesta kynttilän lämpötilasta, mikä tahansa tulipalo on melkein sillä on varmasti lämpötila-alue (selittämällä joskus suuri määrä värivaihteluita havaittu).

Kun jotain kuumennetaan, se muuttuu ensin kaasuksi (jotain, jota et yleensä voi havaita). Nämä kaasumolekyylit reagoivat sitten hapen kanssa, jos ne ovat itse asiassa palavia molekyylejä. Olisi tyypillistä nähdä yhtenäisestä materiaalista koostuva ja hallitusti lämmitetty tulipalo punertava, sitten oranssi ja lopuksi kirkkaan keltainen liekki, mikä osoittaa energian ja lämmön lisääntymistä vapautettu.

Jos sytytät ja tutkit tarkasti kynttilää, huomaat todennäköisesti, että suuri osa ulkosydämestä on sinistä, mitä ei yleensä näy paljon esimerkiksi tulisijoissa. Ottaen huomioon näiden tulipalojen lämpötilaerot, tämä ei ole ollenkaan yllättävää.

Vaikka lähteet vaihtelevat jonkin verran, on mahdollista rakentaa riittävän luotettava kaavio, joka osoittaa liekin lämpötilan ja liekin värin välisen suhteen näkyvän valon spektrissä.

• Tummanpunainen (ensimmäinen näkyvä hehku): 500-600 ° C (900-1100

  * Tummanpunainen: 600 - 800 ° C (1100 - 1650

  * Kirkas kirsikanpunainen: 800-1000 ° C (1650-1800

  * Oranssi: 1000--1200 ° C (1800--2100

  * Kirkkaan keltainen: 1200 - 1400 ° C (2100 - 2500

  * Valkoinen: 1400 - 1600 ° C (2500 - 2900

  ° F)

Lämpötilat, jotka ovat riittävän korkeita sinisen liekin tuottamiseksi, ovat epätavallisia nuotioissa, minkä vuoksi ne nähdään useammin metalleja käytettäessä, kuten hitsauksessa,