Какого цвета огонь и насколько он горячий?

Когда вы думаете о типичном контролируемом огне, таком как костер или костер, многие из прилагательных, которые приходят на ум, вероятно, связаны с жарой и температурой: Горячий. Рев. Обжарка. С другой стороны, у вас может быть и ряд визуальных впечатлений: Игристое. Мерцающий. Танцы.

Как только цвета проявляются в различных оттенках, интенсивности и на физических носителях, таких как живопись и одежда, они также могут представлять тот же видимый диапазон визуальных «ароматов», когда среда - это то, что вы знаете как Пожар. В этом есть смысл, поскольку огонь справедлив... действительно горячий свет. Либо это?

Как это бывает, цвета, которые вы видите в огне, действительно коррелируют с температурой в огне, так что вы можете ожидать чаще видеть одни цвета в более горячем пламени и другие, когда вещи только готовятся или умирают вне. Но ситуация более сложная, потому что именно то, что горит в данном огне, также влияет на отображение цветов в пылающей смеси.

То, что вы видите как свет, на самом деле является электромагнитным излучением (ЭМ), причем видимый свет является одним из многих типов ЭМ и занимает лишь небольшую часть всего ЭМ-спектра. ЭМ-волны характеризуются длиной волны, расстоянием между соответствующими точками на изображенной на графике ЭМ-волне и частотой, количеством длин волн в секунду, проходящих через фиксированную точку.

• Продукт длина волны (λ) а также частота (ν) ЭМ волны всегда равна скорости света c (3

  × 10⁸ м / с) независимо от типа электромагнитной волны.

Диапазон длин волн ниже примерно 440 нанометров (4,4 × 10⁷ м) включает радиоволны на нижнем уровне, затем микроволны. Выше примерно 7 × 10⁷ м, появляются рентгеновские и гамма-лучи; они имеют высокие частоты и в результате связаны с более высокой энергией. Это имеет значение для видимых цветов, светящихся в огне.

Сам спектр видимого света (4,4 × 10⁷ до 7 × 10⁷ м) включает излучение, воспринимаемое человеческим глазом как красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый (знаменитый «Рой Г. Бив »классов начальной школы по естествознанию). Как вы увидите, этот приказ переходит в огонь, хотя и с неполной точностью.

Причина, по которой большинство пожаров, которые вы, вероятно, увидите на Земле, горит, заключается в том, что какой-то материал подвергается горению, а для этого требуется присутствие газообразного кислорода (O₂). На то, насколько сильно горит пламя, могут влиять различные факторы, в том числе природа материала (очевидно, бензин горит очень хорошо; воды, не так много) и то, «подпитывается» ли он большим количеством материала и кислорода по мере разрастания огня.

Нагревать имеет единицы энергии и может рассматриваться как величина, которая перемещается из областей с более высокой плотностью в области с более низкой плотностью, как в случае простой диффузии молекул. И свет, и тепло являются (как правило, желательными!) Продуктами пожара, и, как отмечалось выше, световые волны связаны с энергией пропорционально их частоте. Эти более быстрые колебания приводят к большему выделению тепла, что, в свою очередь, связано с более высокими температурами внутри и около пламени.

Многие материалы при горении дают характерные цвета. Например, элемент натрия, который соединяется с хлором с образованием обычной соли (NaCl), при горении дает ярко-оранжевый цвет. Натрий содержится в большинстве пород дерева, поэтому было бы необычно собрать костер из обычных веток и прутьев, чтобы он не отображал хотя бы какой-то оранжевый или темно-желтый цвет.

В синий Часто наблюдаемое в древесном пламени происходит от элементов углерода и водорода, которые излучают свет в верхнем конце видимого светового спектра и, таким образом, создают синие и фиолетовые оттенки. Металлическая медь, как известно, становится зеленой, если находится на воздухе в течение длительного времени; соединения меди при горении создают зеленый или синий цвет. Металлический литий, чтобы эффективно завершить весь спектр радуги в этой части, горит красным.

• В центре очень горячего огня вы можете увидеть тусклое оранжевое свечение или даже любопытное темное пространство. Это известно как излучение черного тела, и характерен для очень высоких температур (например, это особенность звезд). Металлы, которые могут нагреваться еще больше, прогрессируют с помощью других цветов этого типа излучения (то есть ближе к фиолетовому концу видимого спектра).

Теперь вы готовите! Итак, прежде чем взглянуть на то, каких цветов ожидать от огня при данной температуре, следует полезно знать диапазон температур, возникающих при различных пожарах, с которыми вы склонны сталкиваться, и сканировать на наличие цвета. В конце концов, это не информация, которую большинство людей хранит в голове или где-нибудь под рукой на своих смартфонах.

Пламя типичной свечи имеет внешнее ядро, которое горит при температуре около 1400 ° C (около 2500 ° F), а ядро ​​пламени горит при температуре 800 ° C (1450 ° F). Это необычайные температуры для такого маленького пламени! Стены бытовой духовки могут нагреваться до температуры около 500 ° C (900 ° F); это означает, что температура запекания или жарки достигает только половины температуры металла в стенах.

Если в вашем доме есть камин, которым вы хотите согреть руки на незаметном расстоянии, то пламя, обеспечивающее тепло, вырывается наружу при температуре около 600 ° C (1100 ° F). Костер, топленный древесным углем и дровами, может иметь температуру до 1100 ° C (2000 ° F), как и лабораторная горелка Бунзена. Конечно, внутренняя температура Солнца в 2000000 ° C (3600000 ° F) делает все эти значения довольно тривиальными.

Как вы узнали, и тип материала, сжигаемого в огне, и температура огня влияют на получаемые цвета. Кроме того, как показывает пример двух сильно различающихся температур свечей, любой огонь почти обязательно имеет диапазон температур в пределах этого (что иногда объясняет большое количество цветовых вариаций) наблюдаемый).

Когда что-то нагревается, оно сначала превращается в газ (чего вы обычно не видите). Эти молекулы газа затем вступают в реакцию с кислородом, если они на самом деле являются горючими молекулами. Было бы типично увидеть огонь, состоящий из однородного материала и нагреваемый контролируемым образом. красноватое, затем оранжевое и, наконец, ярко-желтое пламя, демонстрирующее увеличение энергии и тепла выпущенный.

Если вы зажжете и внимательно изучите свечу, вы, вероятно, заметите, что значительная часть внешнего ядра синего цвета, что обычно не наблюдается, например, в каминах. Учитывая разницу температур, указанную для этих пожаров, это совсем не удивительно.

Хотя источники несколько различаются, можно построить достаточно надежную диаграмму, показывающую взаимосвязь между температурой пламени и цветом пламени в видимом спектре света.

• Темно-красный (первое видимое свечение): от 500 до 600 ° C (от 900 до 1100 ° C).

  ° F) * Тускло-красный: от 600 до 800 ° C (от 1100 до 1650

  ° F) * Ярко-вишнево-красный: от 800 до 1000 ° C (от 1650 до 1800

  ° F) * Оранжевый: от 1000 до 1200 ° C (от 1800 до 2100

  ° F) * Ярко-желтый: от 1200 до 1400 ° C (от 2100 до 2500

  ° F) * Белый: от 1400 до 1600 ° C (от 2500 до 2900

  ° F)

Достаточно высокие температуры, чтобы вызвать синее пламя, необычны для костров, поэтому они чаще наблюдаются при использовании металлов, например, при сварке,