Hva er fargene på en brann og hvor varme er de?

Når du tenker på en typisk kontrollert brann, for eksempel et bål eller bål, gjelder mange adjektiver som kommer opp i tankene dine sannsynligvis varme og temperatur: Varmt. Brølende. Steking. På den annen side kan du også ha en rekke visuelle inntrykk: Glitrende. Glitrende. Dans.

Akkurat som farger vises i en rekke fargetoner, intensiteter og på fysiske medier som maling og klær, kan de også presentere det samme tilsynelatende spekteret av visuelle "smaker" når mediet er det du kjenner som Brann. Dette gir mening, siden ild er rettferdig... veldig varmt lys. Eller er det?

Når det skjer, samsvarer fargene du ser i brann med temperaturen i brannen, slik at du kan forvente å se visse farger oftere i varmere flammer og andre når ting bare blir matlaging eller døende ute. Men situasjonen er mer komplisert enn det, fordi akkurat det som brenner i en gitt ild også påvirker visningen av farger i den flammende blandingen.

Det du ser på som lys, er faktisk elektromagnetisk stråling (EM), synlig lys er en av en rekke typer EM og opptar bare en liten brøkdel av hele EM-spekteret. EM-bølger er preget av en bølgelengde, avstanden mellom tilsvarende punkter langs en grafisk EM-bølge, og en frekvens, antall bølgelengder per sekund som passerer et fast punkt.

• Produktet av bølgelengde (λ) og frekvens (v) av en EM-bølge er alltid lysets hastighet c (3

  × 10⁸ m / s) uansett EM-bølgetype.

Området med bølgelengder under ca. 440 nanometer (4,4 × 10⁷ m) inkluderer radiobølger i den lave enden, deretter mikrobølger. Over ca 7 × 10⁷ m, røntgenstråler og gammastråler vises; disse har høye frekvenser og er forbundet med høyere energi som et resultat. Dette har implikasjoner for fargene som ser glødende i flammer.

Selve det synlige lysspekteret (4,4 × 10⁷ til 7 × 10⁷ m) inkluderer stråling oppfattet av det menneskelige øye som, i orden, rød, oransje, gul, grønn, blå, indigo og fiolett (den berømte "Roy G. Biv "av grunnskolevitenskapsklasser). Som du ser, overføres denne ordren til brann, om enn med ufullstendig troskap.

Årsaken til at de fleste branner du sannsynligvis vil se på jorden brenner er at noe slags materiale er under forbrenning, og dette krever nærvær av oksygengass (O₂). Ulike faktorer kan påvirke hvor varmt flammen brenner, inkludert materialets natur (åpenbart brenner bensin veldig bra; vann, ikke så mye) og om det blir "drevet" med mer materiale og oksygen når brannen vokser.

Varme har enheter av energi og kan oppfattes som en størrelse som beveger seg fra regioner med høyere tetthet til regioner med lavere tetthet, som med den enkle diffusjonen av molekyler. Lys og varme er begge (generelt ønskelige!) Brannprodukter, og som nevnt ovenfor er lysbølger assosiert med energi i forhold til frekvensen. Disse raskere svingningene resulterer i større frigjøring av varme, og dette er igjen forbundet med høyere temperaturer i og nær flammen.

Mange materialer produserer karakteristiske farger når de brennes. For eksempel produserer elementet natrium, som kombineres med klor for å danne vanlig salt (NaCl), en lys oransje farge når den brennes. Natrium finnes i de fleste tresorter, så det ville være uvanlig å sette sammen en ild fra de vanlige grenene og pinnene og ikke ha den i det minste oransje eller mørk gul farge.

De blå ofte sett i treflammer kommer fra elementene karbon og hydrogen, som avgir lys i den øvre enden av det synlige lysspekteret, og dermed skaper blå og fiolette fargetoner. Metallet kobber er kjent for å bli grønt hvis det blir utsatt for luften lenge nok; kobberforbindelser skaper grønne eller blå farger når de brennes. Metalllitiumet, for effektivt å runde ut hele regnbuespektret i denne delen, brenner rødt.

• I sentrum av en veldig varm brann kan du se en kjedelig oransje glød eller til og med nysgjerrig mørkt rom. Dette er kjent som svart kroppsstråling, og er karakteristisk for veldig høye temperaturer (for eksempel er det et trekk ved stjerner). Metaller som kan varme opp enda mer fremgang gjennom andre farger av denne typen stråling (det vil si mot den fiolette enden av det synlige spekteret).

Nå lager du mat! Så før du ser på hvilke farger du kan forvente av branner som brenner ved en gitt temperatur, er det nyttig å vite temperaturområdet som produseres i de slags branner du er i stand til å møte og skanne etter farger. Tross alt er dette ikke informasjon folk flest holder inne i hodet eller noe praktisk på smarttelefonene sine.

Flammen til et typisk lys har en ytre kjerne som brenner ved nær 1400 ° C (ca. 2500 ° F) mens kjerne av flammen brenner ved 800 ° C (1450 ° F). Dette er ekstraordinære temperaturer for en så liten flamme! Veggene i en husholdningsovn kan i mellomtiden nå temperaturer på rundt 500 ° C (900 ° F); det betyr at bake- eller steketemperaturen bare når omtrent halvparten av det i metallet i veggene.

Hvis du har en peis hjemme som du liker å varme hendene på på en diskret avstand, brøler flammene som gir varmen rundt 600 ° C (1100 ° F). Et bål stooket med kull og tre kan komme opp til 1100 ° C, som en laboratoriebunsenbrenner. Selvfølgelig får solens indre temperatur på 2.000.000 ° C (3.600.000 ° F) alle disse verdiene til å virke ganske trivielle.

Som du har lært, påvirker både typen materiale som brennes i en brann og temperaturen på en brann fargene du ser produsert. Som eksemplet på de to vidt forskjellige lystemperaturene illustrerer, er en hvilken som helst brann nesten sikkert å ha en rekke temperaturer i seg (forklarer en stor mengde fargevariasjoner noen ganger observert).

Når noe blir varmet opp, blir det først til gass (noe du vanligvis ikke kan observere). Disse gassmolekylene reagerer deretter med oksygen hvis de faktisk er brennbare molekyler. Det ville være typisk å se en brann bestående av et jevnt materiale og oppvarmet på en kontrollert måte vise rødlige, deretter oransje og til slutt lyse gule flammer, som viser økende energi og varme løslatt.

Hvis du tenner og studerer et stearinlys nøye, vil du sannsynligvis merke at en betydelig del av den ytre kjernen er blå, noe som vanligvis ikke sees mye i for eksempel peiser. Tatt i betraktning forskjellene i temperaturene som er gitt for disse brannene, er dette ikke overraskende i det hele tatt.

Mens kildene varierer noe, er det mulig å lage et pålitelig nok diagram som viser forholdet mellom flamtemperatur og flammefarge over det synlige lysspekteret.

• Mørkerød (første synlige glød): 500 til 600 ° C (900 til 1100)

  ° F) * Kjedelig rød: 600 til 800 ° C (1100 til 1650

  ° F) * Kirsebærrød: 800 til 1000 ° C (1.650 til 1.800

  ° F) * Oransje: 1000 til 1200 ° C (1800 til 2100

  ° F) * Lysegul: 1200 til 1400 ° C (2100 til 2500

  ° F) * Hvit: 1400 til 1600 ° C (2500 til 2900

  ° F)

Temperaturer som er høye nok til å produsere blå flammer er uvanlige ved bål, og det er derfor de oftere ses når metaller brukes, som ved sveising,