Koje su boje vatre i koliko su vruće?

Kad pomislite na tipični kontrolirani požar, poput logorske vatre ili krijesa, mnogi pridjevi koji vam padnu na pamet vjerojatno se tiču ​​vrućine i temperature: Vruće. Rikanje. Prženje. S druge strane, možda imate i niz vizualnih dojmova: Pjenušava. Svjetlucava. Ples.

Baš kao boje pojavljuju se u različitim nijansama, intenzitetima i na fizičkim medijima, poput slikanja i odjeće, mogu također predstaviti isti očigledni raspon vizualnih "okusa" kada je medij ono što vi znate vatra. To ima smisla, jer je vatra pravedna... stvarno vruće svjetlo. Ili je?

Inače, boje koje vidite u vatri koreliraju s temperaturom u vatri, tako da možete očekivati vidjeti češće određene boje u vrućem plamenu i druge kad se stvari tek kuhaju ili umiru van No, situacija je složenija od te, jer točno ono što gori u određenoj vatri također utječe na prikaz boja u plamenoj smjesi.

Ono što vidite kao svjetlost zapravo je elektromagnetsko zračenje (EM), pri čemu je vidljiva svjetlost jedan od niza vrsta EM i zauzima samo mali dio cjelokupnog EM spektra. EM valove karakteriziraju valna duljina, udaljenost između odgovarajućih točaka duž graficiranog EM vala i frekvencija, broj valnih duljina u sekundi koje prolaze fiksnu točku.

• Proizvod proizvoda valna duljina (λ) i frekvencija (ν) EM vala je uvijek brzina svjetlosti c (3

  × 10⁸ m / s) bez obzira na tip EM vala.

Raspon valnih duljina ispod oko 440 nanometara (4,4 × 10⁷ m) uključuje radio valove na donjem kraju, zatim mikrovalove. Iznad oko 7 × 10⁷ m, pojavljuju se X-zrake i gama zrake; one imaju visoke frekvencije i kao rezultat su povezane s višom energijom. To utječe na boje koje se vide užareno u plamenu.

Sam spektar vidljive svjetlosti (4,4 × 10⁷ do 7 × 10⁷ m) uključuje zračenje koje ljudsko oko percipira redom kao crvenu, narančastu, žutu, zelenu, plavu, indigo i ljubičastu (poznati "Roy G. Biv "razredne nastave prirodnih znanosti u osnovnoj školi). Kao što ćete vidjeti, ova naredba prelazi u vatru, iako s nepotpunom vjernošću.

Razlog zašto većina požara koje ćete vjerojatno vidjeti na Zemlji gori je taj što neka vrsta materijala izgara, a to zahtijeva prisutnost plina kisika (O₂). Razni čimbenici mogu utjecati na to kako vruć plamen gori, uključujući prirodu materijala (očito, benzin jako dobro gori; vode, ne toliko) i da li se "gori" s više materijala i kisika kako vatra raste.

Toplina ima jedinice energije i može se zamisliti kao veličina koja se kreće iz područja veće gustoće u područja manje gustoće, kao kod jednostavne difuzije molekula. Svjetlost i toplina su (općenito poželjni!) Proizvodi požara, a kao što je gore spomenuto, svjetlosni valovi povezani su s energijom proporcionalno njihovoj učestalosti. Te brže oscilacije rezultiraju većim oslobađanjem topline, a to je zauzvrat povezano s višim temperaturama unutar i blizu plamena.

Mnogi materijali proizvode karakteristične boje kada se izgaraju. Na primjer, element natrij, koji se kombinira s klorom, stvarajući običnu sol (NaCl), stvara žarko narančastu boju kada sagorijeva. Natrij se nalazi u većini vrsta drveta, pa bi bilo neobično sastavljati vatru od uobičajenih grana i štapića, a da ona ne pokazuje barem neku narančastu ili tamnožutu boju.

The plava Često se vidi u drvenom plamenu iz elemenata ugljika i vodika koji emitiraju svjetlost u gornjem kraju spektra vidljive svjetlosti i tako stvaraju plave i ljubičaste nijanse. Poznato je da metalni bakar postaje zeleni ako je dovoljno dugo izložen zraku; bakreni spojevi stvaraju zelenu ili plavu boju kada sagorijevaju. Metalni litij, da bi učinkovito zaokružio čitav dugin spektar unutar ovog dijela, gori crveno.

• U središtu vrlo vruće vatre možete vidjeti dosadni narančasti sjaj ili čak znatiželjan tamni prostor. Ovo je poznato kao zračenje crnih tijela, a karakterističan je za vrlo visoke temperature (na primjer, to je značajka zvijezda). Metali koji se mogu još više zagrijati napreduju kroz druge boje ove vrste zračenja (tj. Prema ljubičastom kraju vidljivog spektra).

Sad kuhate! Dakle, prije nego što pogledamo koje boje možemo očekivati ​​od požara koji gori pri određenoj temperaturi, to je korisno je znati raspon temperatura proizvedenih u vrstama požara na koje ste skloni naići i tražiti ih boje. Napokon, ovo nisu informacije koje većina ljudi drži u glavi ili na nekom mjestu pri ruci na pametnim telefonima.

Plamen tipične svijeće ima vanjsku jezgru koja gori na blizu 1.400 ° C (oko 2.500 ° F), dok jezgra plamena gori na 800 ° C (1.450 ° F). To su izvanredne temperature za tako mali plamen! Zidovi pećnice za kućanstvo u međuvremenu mogu doseći temperature od oko 500 ° C (900 ° F); to znači da temperatura pečenja ili pečenja doseže samo otprilike polovicu temperature u metalu u zidovima.

Ako u svom domu imate kamin koji želite zagrijati na diskretnoj udaljenosti, plamen koji pruža toplinu buči na oko 600 ° C (1100 ° F). Krijes podgrijan drvenim ugljenom i drvetom može doseći i do 1100 ° C (2000 ° F), kao i laboratorijski Bunsenov plamenik. Naravno, sunčeva unutarnja temperatura od 2 000 000 ° C (3 600 000 ° F) čini da se sve ove vrijednosti čine prilično trivijalnima.

Kao što ste saznali, i vrsta materijala koji gori u požaru i temperatura vatre utječu na boje koje vidite. Također, kao što ilustrira primjer dvije vrlo različite temperature svijeća, bilo koja vatra je gotovo sigurno ima raspon temperatura u sebi (objašnjavajući ponekad veliku količinu varijacija boje promatranom).

Kad se nešto zagrije, prvo se pretvara u plin (nešto što obično ne možete primijetiti). Te molekule plina tada reagiraju s kisikom ako su zapravo zapaljive molekule. Tipično bi bilo vidjeti kako se vidi požar koji se sastoji od jednolikog materijala i grije se kontrolirano crvenkasti, zatim narančasti i na kraju svijetlo žuti plamen, pokazujući sve veću energiju i toplinu pušten.

Ako zapalite i pomno proučite svijeću, vjerojatno ćete primijetiti da je znatan dio vanjske jezgre plave boje, nešto što se obično ne viđa kod, recimo, kamina. Uzimajući u obzir razlike u temperaturama dane za ove požare, to uopće nije iznenađujuće.

Iako se izvori ponešto razlikuju, moguće je izgraditi dovoljno pouzdanu kartu koja prikazuje odnos između temperature plamena i boje plamena kroz spektar vidljive svjetlosti.

• Tamnocrvena (prvi vidljivi sjaj): 500 do 600 ° C (900 do 1100

  ° F) * Tamnocrvena: 600 do 800 ° C (1.100 do 1.650

  ° F) * Svijetla trešnja crvena: 800 do 1.000 ° C (1.650 do 1.800

  ° F) * Narančasta: 1.000 do 1.200 ° C (1.800 do 2.100

  ° F) * Svijetlo žuta: 1.200 do 1.400 ° C (2.100 do 2.500

  ° F) * Bijela: 1.400 do 1.600 ° C (2.500 do 2.900

  ° F)

Dovoljno visoke temperature za stvaranje plavog plamena neobične su u logorskim vatrama, zbog čega se češće vide kada se koriste metali, kao u zavarivanju,