Aké sú farby ohňa a aké horúce sú?

Keď si spomeniete na typický riadený oheň, ako je táborák alebo táborák, mnoho prívlastkov, ktoré vám napadnú, sa pravdepodobne týka tepla a teploty: Horúce. Revať. Praženie. Na druhej strane môžete mať aj niekoľko vizuálnych dojmov: Šumivé. Trblietavý Tanec.

Len ako farby objavujú sa v rôznych odtieňoch, intenzitách a na fyzických médiách, ako sú maľby a odevy, môžu tiež predstavovať rovnaký zjavný rozsah vizuálnych „chutí“, keď je médium to, čo poznáte ako oheň. To dáva zmysel, pretože oheň je spravodlivý... naozaj horúce svetlo. Alebo je to?

Farby, ktoré vidíte v plameňoch, korelujú s teplotou v plameňoch, takže môžete očakávať vidieť niektoré farby častejšie v horúcich plameňoch a iné, keď sa veci ešte len chystajú alebo umierajú von. Ale situácia je komplikovanejšia, pretože presne to, čo v danom ohni horí, ovplyvňuje aj zobrazenie farieb v horiacej zmesi.

To, čo vidíte ako svetlo, je vlastne elektromagnetické žiarenie (EM), viditeľné svetlo je jedným z mnohých typov EM a zaberá iba malý zlomok celého EM spektra. Vlny EM sú charakterizované vlnovou dĺžkou, vzdialenosťou medzi zodpovedajúcimi bodmi pozdĺž grafovanej EM vlny a frekvenciou, počtom vlnových dĺžok za sekundu prechádzajúcim pevným bodom.

• Produkt produktu vlnová dĺžka (λ) a frekvencia (ν) EM vlny je vždy rýchlosť svetla c (3

  × 10⁸ m / s) bez ohľadu na typ EM vlny.

Rozsah vlnových dĺžok pod asi 440 nanometrov (4,4 × 10⁷ m) zahŕňa rádiové vlny na spodnom konci, potom mikrovlnné rúry. Nad asi 7 × 10⁷ m, objavujú sa röntgenové a gama lúče; tieto majú vysoké frekvencie a vo výsledku sú spojené s vyššou energiou. To má dôsledky na farby videné v plameňoch.

Samotné viditeľné svetelné spektrum (4,4 × 10⁷ do 7 × 10⁷ m) zahŕňa žiarenie vnímané ľudským okom ako, v poradí, červenú, oranžovú, žltú, zelenú, modrú, indigovú a fialovú (slávny „Roy G. (Trieda prírodovedných predmetov na základnej škole). Ako uvidíte, tento rád sa prenáša do ohňa, aj keď s neúplnou vernosťou.

Dôvodom, prečo najviac požiarov, ktoré na Zemi pravdepodobne uvidíte, je to, že horí určitý druh materiálu, ktorý vyžaduje spaľovanie, čo si vyžaduje prítomnosť kyslíkového plynu (O₂). Ako horí plameň, môžu ovplyvňovať rôzne faktory, vrátane povahy materiálu (benzín horí samozrejme veľmi dobre; voda, ani nie tak veľa) a či je pri zvyšovaní ohňa „poháňaný“ väčším množstvom materiálu a kyslíka.

Zahrejte má jednotky energie a možno ho chápať ako množstvo, ktoré sa pohybuje od oblastí s vyššou hustotou do oblastí s nižšou hustotou, ako pri jednoduchej difúzii molekúl. Svetlo a teplo sú (všeobecne žiaduce!) Produktom požiarov a ako je uvedené vyššie, svetelné vlny sú spojené s energiou v pomere k ich frekvencii. Tieto rýchlejšie oscilácie vedú k väčšiemu uvoľňovaniu tepla, čo je spojené s vyššími teplotami v plameni a v jeho blízkosti.

Mnoho materiálov vytvára pri horení charakteristické farby. Napríklad prvok sodík, ktorý v kombinácii s chlórom vytvára obyčajnú soľ (NaCl), vytvára pri horení žiarivo oranžovú farbu. Sodík sa nachádza vo väčšine druhov dreva, takže by bolo nezvyčajné skladať oheň z obvyklých konárov a palíc a mať aspoň oranžovú alebo tmavožltú farbu.

The Modrá často videný v drevených plameňoch pochádza z prvkov uhlík a vodík, ktoré vyžarujú svetlo na hornom konci spektra viditeľného svetla a vytvárajú tak modré a fialové odtiene. Je známe, že kovová meď zozelenie, ak je vystavená vzduchu dostatočne dlho; zlúčeniny medi vytvárajú pri horení zelené alebo modré farby. Kovové lítium, ktoré efektívne zaokrúhli celé dúhové spektrum v tejto jednej sekcii, horí načerveno.

• V strede veľmi horúceho ohňa môžete vidieť matnú oranžovú žiaru alebo dokonca kuriózny tmavý priestor. Toto je známe ako žiarenie čierneho tela, a je charakteristická pre veľmi vysoké teploty (napríklad je to vlastnosť hviezd). Kovy, ktoré sa môžu ešte viac zahriať, postupujú ďalšími farbami tohto typu žiarenia (to znamená smerom k fialovému koncu viditeľného spektra).

Teraz varíte! Takže predtým, ako sa pozrieme na to, aké farby môžete očakávať od požiarov horiacich pri danej teplote, je to tak užitočné vedieť, aký je rozsah teplôt spôsobených druhmi požiarov, s ktorými sa môžete stretnúť a vyhľadať farby. Nakoniec to nie sú informácie, ktoré si väčšina ľudí necháva vo svojich hlavách alebo kdekoľvek po ruke so svojím smartfónom.

Plameň typickej sviečky má vonkajšie jadro, ktoré horí pri takmer 1 400 ° C (asi 2 500 ° F), zatiaľ čo jadro plameňa horí pri 800 ° C (1 450 ° F). To sú mimoriadne teploty pre taký malý plameň! Steny rúry na pečenie pre domácnosť môžu medzitým dosahovať teploty okolo 500 ° C (900 ° F); to znamená, že teplota pečenia alebo grilovania dosahuje iba asi polovicu teploty kovu v stenách.

Ak máte doma krb, ktorý si chcete ohriať ruky na diskrétnej vzdialenosti, plamene poskytujúce teplo burácajú okolo 600 ° C (1100 ° F). Oheň zapálený dreveným uhlím a drevom môže dosiahnuť až 1100 ° C (2 000 ° F), rovnako ako laboratórny Bunsenov horák. Vďaka vnútornej teplote slnka 2 000 000 ° C (3 600 000 ° F) sa všetky tieto hodnoty samozrejme javia ako dosť malicherné.

Ako ste sa dozvedeli, druh materiálu, ktorý sa spaľuje pri požiari, a teplota ohňa ovplyvňujú farby, ktoré vidíte. Ako ukazuje príklad dvoch veľmi rozdielnych teplôt sviečok, každý oheň je takmer určite bude mať v sebe rozsah teplôt (niekedy to vysvetľuje veľké množstvo farebných variácií pozorované).

Keď sa niečo zahreje, najskôr sa zmení na plyn (niečo, čo zvyčajne nemôžete pozorovať). Tieto molekuly plynu potom reagujú s kyslíkom, ak sú to skutočne horľavé molekuly. Bolo by typické vidieť oheň pozostávajúci z rovnomerného materiálu a kontrolovane ohrievaný červenkasté, potom oranžové a nakoniec žiarivo žlté plamene, ktoré demonštrujú zvýšenie energie a tepla prepustený.

Ak zapálite a pozorne preštudujete sviečku, pravdepodobne si všimnete, že značná časť vonkajšieho jadra je modrá, čo sa napríklad v krboch zvyčajne príliš nevidí. Vzhľadom na rozdiely v teplotách uvedených pri týchto požiaroch to nie je vôbec prekvapujúce.

Aj keď sa zdroje trochu líšia, je možné zostrojiť dostatočne spoľahlivý graf zobrazujúci vzťah medzi teplotou plameňa a farbou plameňa v celom spektre viditeľného svetla.

• Tmavočervená (prvá viditeľná žiara): 500 až 600 ° C (900 až 1 100)

  ° F) * Matná červená: 600 až 800 ° C (1 100 až 1 650

  ° F) Jasná čerešňovočervená: 800 až 1 000 ° C (1 650 až 1 800

  ° F) * Oranžová: 1 000 až 1 200 ° C (1 800 až 2 100

  ° F) * Žltá žltá: 1 200 až 1 400 ° C (2 100 až 2 500

  ° F) * Biela: 1 400 až 1 600 ° C (2 500 až 2 900)

  ° F)

Teploty dostatočne vysoké na to, aby vyprodukovali modré plamene, sú pri táborových ohňoch neobvyklé, a preto ich častejšie pozorujeme pri použití kovov, napríklad pri zváraní.