Kokios yra ugnies spalvos ir kokia karšta?

Kai galvojate apie tipišką valdomą gaisrą, pvz., Laužą ar laužą, daugelis galvoje atsirandančių būdvardžių tikriausiai susiję su šiluma ir temperatūra: Karšta. Riaumojimas. Skrudinimas. Kita vertus, galite turėti ir daugybę vizualinių įspūdžių: Putojantis. Žvilganti. Šokiai.

Lygiai taip spalvos pasirodo įvairių atspalvių, intensyvumo ir fizinėse laikmenose, pavyzdžiui, tapyboje ir drabužiuose, jie taip pat gali pateikti tą patį akivaizdų vaizdinių „skonių“ diapazoną, kai terpė yra tai, ką jūs žinote Ugnis. Tai prasminga, nes ugnis yra teisinga... tikrai karšta šviesa. Ar tai yra?

Kaip atsitinka, spalvos, kurias matote ugnyje, koreliuoja su gaisro temperatūra, todėl galite tikėtis tam tikras spalvas matyti karštesnėje liepsnoje ir kitas, kai viskas dar tik verda ar miršta išėjo. Tačiau situacija yra sudėtingesnė, nes būtent tai, kas dega tam tikroje ugnyje, taip pat turi įtakos spalvų rodymui liepsnojančiame mišinyje.

Tai, ką matote kaip šviesą, iš tikrųjų yra elektromagnetinė spinduliuotė (EM), matoma šviesa yra viena iš daugelio EM rūšių ir užimanti tik nedidelę dalį viso EM spektro. EM bangoms būdingas bangos ilgis, atstumas tarp atitinkamų taškų išilgai grafinės EM bangos ir dažnis, bangų ilgių per sekundę skaičius, praeinantis fiksuotą tašką.

• Produktas bangos ilgis (λ) ir dažnis (ν) EM bangos visada yra šviesos greitis c (3

  × 10⁸ m / s) nesvarbu EM bangos tipas.

Bangos ilgių diapazonas mažesnis nei apie 440 nanometrų (4,4 × 10⁷ m) apatinėje dalyje yra radijo bangos, tada mikrobangos. Virš maždaug 7 × 10⁷ atsiranda m, rentgeno ir gama spinduliai; jie turi aukštus dažnius ir dėl to yra susiję su didesne energija. Tai turi įtakos liepsnose švytinčioms spalvoms.

Pats matomos šviesos spektras (4,4 × 10⁷ iki 7 × 10⁷ m) apima spinduliuotę, kurią žmogaus akis suvokia kaip raudoną, oranžinę, geltoną, žalią, mėlyną, indigo ir violetinę (garsusis „Roy G.“). Pradinių klasių gamtos mokslų klasių Biv). Kaip pamatysite, ši tvarka įsitraukia į ugnį, nors ir ne visiškai ištikimai.

Dauguma gaisrų, kuriuos greičiausiai matote Žemėje, dega dėl to, kad degama kažkokia medžiaga, o tam reikia deguonies dujų (O₂). Įvairūs veiksniai, įskaitant medžiagos pobūdį, gali turėti įtakos liepsnos karštai degimui (akivaizdu, kad benzinas labai gerai dega; vandens, ne tiek daug) ir ar augant ugniai jis „kurstomas“ daugiau medžiagų ir deguonies.

Šiluma turi energijos vienetus ir gali būti suvokiamas kaip kiekis, kuris juda iš didesnio tankio regionų į mažesnio tankio regionus, kaip ir paprasčiausiai difuzuojant molekules. Šviesa ir šiluma yra (paprastai pageidautina!) Gaisrų produktai, ir, kaip minėta aukščiau, šviesos bangos yra susijusios su energija proporcingai jų dažniui. Šie greitesni svyravimai lemia didesnį šilumos išsiskyrimą, o tai savo ruožtu yra susiję su aukštesne temperatūra liepsnos viduje ir šalia jos.

Daugelis medžiagų sudegindamos gamina charakteringas spalvas. Pavyzdžiui, natrio elementas, kuris susijungia su chloru ir sudaro įprastą druską (NaCl), sudegina ryškiai oranžinę spalvą. Natrio yra daugumoje medienos rūšių, todėl būtų neįprasta surinkti ugnį iš įprastų šakų ir lazdelių ir parodyti, kad joje nebūtų bent oranžinės ar tamsiai geltonos spalvos.

The mėlyna dažnai matomos medienos liepsnose, susidaro iš anglies ir vandenilio elementų, kurie skleidžia šviesą viršutiniame matomos šviesos spektro gale ir taip sukuria mėlynus ir violetinius atspalvius. Žinoma, kad metalinis varis tampa žalias, jei pakankamai ilgai veikiamas oru; vario junginiai sudegina žalias arba mėlynas spalvas. Metalinis ličio junginys, kuris veiksmingai suapvalina visą vaivorykštės spektrą, degina raudonai.

• Labai karštos ugnies centre galite pamatyti nuobodų oranžinį švytėjimą ar net įdomią tamsią erdvę. Tai žinoma kaip juodųjų kūnų spinduliuotė, ir būdinga labai aukštai temperatūrai (pavyzdžiui, tai žvaigždžių bruožas). Metalai, kurie gali dar labiau įkaisti, progresuoja per kitas tokio tipo spinduliuotės spalvas (tai yra link violetinio matomo spektro galo).

Dabar jūs gaminate maistą! Taigi, prieš pradedant pažvelgti į tai, kokių spalvų tikėtis iš gaisrų, degančių esant tam tikrai temperatūrai, viskas yra naudinga žinoti temperatūros diapazoną, kilusį įvairiuose gaisruose, su kuriais susiduriate ir kurių ieškote spalvos. Galų gale, tai nėra informacija, kurią dauguma žmonių laiko savo galvose ar kur nors išmaniesiems telefonams.

Tipiškos žvakės liepsna turi išorinę šerdį, kuri dega beveik 1400 ° C (apie 2500 ° F), o liepsnos šerdis - 800 ° C (1450 ° F). Tai yra nepaprasta temperatūra tokiai mažai liepsnai! Tuo tarpu buitinės krosnies sienos gali pasiekti maždaug 500 ° C (900 ° F) temperatūrą; tai reiškia, kad kepimo ar kepimo temperatūra pasiekia tik maždaug pusę sienos esančio metalo temperatūros.

Jei jūsų namuose yra židinys, kurį norite sušildyti rankomis per atsargų atstumą, šilumą teikiančios liepsnos riaumoja maždaug 600 ° C (1100 ° F) temperatūroje. Anglimi ir mediena užkurtas laužas gali pakilti iki 1100 ° C (2 000 ° F), kaip ir laboratorinis „Bunsen“ degiklis. Žinoma, dėl 2 000 000 ° C (3 600 000 ° F) saulės vidinės temperatūros visos šios vertės atrodo gana nereikšmingos.

Kaip sužinojote, tiek gaisro metu deginamos medžiagos rūšis, tiek ugnies temperatūra turi įtakos jūsų matomoms spalvoms. Be to, kaip rodo dviejų labai skirtingų žvakių temperatūrų pavyzdys, bet kuris gaisras yra beveik neabejotinai joje yra temperatūrų diapazonas (kartais paaiškinant didelį spalvų pokyčių kiekį) Pastebėjus).

Kažkas kaitinamas pirmiausia virsta dujomis (to, ko paprastai negalite pastebėti). Tada šios dujų molekulės reaguoja su deguonimi, jei jos iš tikrųjų yra degios molekulės. Įprasta būtų matyti ugnį, susidedančią iš vienodos medžiagos ir valdomą kaitinimą rausvos, tada oranžinės ir galiausiai ryškiai geltonos liepsnos, rodančios didėjančią energiją ir šilumą paleistas.

Uždegę ir atidžiai tyrinėdami žvakę, tikriausiai pastebėsite, kad nemaža išorinio šerdies dalis yra mėlyna, ko, pavyzdžiui, židiniuose dažniausiai nematyti. Atsižvelgiant į šių gaisrų temperatūrų skirtumus, tai visai nenuostabu.

Nors šaltiniai šiek tiek skiriasi, galima sukurti pakankamai patikimą diagramą, parodančią liepsnos temperatūros ir liepsnos spalvos ryšį per matomą šviesos spektrą.

• Tamsiai raudona (pirmasis matomas švytėjimas): nuo 500 iki 600 ° C (nuo 900 iki 1100

  * Blyškiai raudona: nuo 600 iki 800 ° C (nuo 1 100 iki 1650

  * Ryški vyšnių raudona: nuo 800 iki 1 000 ° C (nuo 1 650 iki 1 800 ° C)

  * Oranžinė: nuo 1 000 iki 1 200 ° C (nuo 1800 iki 2100

  * Ryškiai geltona: nuo 1200 iki 1400 ° C (nuo 2100 iki 2500

  * Balta: nuo 1 400 iki 1 600 ° C (nuo 2 500 iki 2 900)

  ° F)

Pakankamai aukšta temperatūra, kad susidarytų mėlynos liepsnos, laužuose yra neįprasta, todėl ji dažniau pastebima naudojant metalus, pvz., Suvirinant,