Које су боје ватре и колико су вруће?

Када помислите на типичну контролисану ватру, попут логорске ватре или кријеса, многи придеви који вам падну на памет вероватно се тичу топлоте и температуре: Вруће. Урлајући. Печење. С друге стране, можда имате и низ визуелних утисака: Пјенушава. Трепераво. Данцинг.

Баш као боје појављују се у различитим нијансама, интензитетима и на физичким медијима као што су сликање и одећа, такође могу да представе исти очигледан опсег визуелних „укуса“ када је медиј оно што ви знате ватра. То има смисла, јер је ватра праведна... заиста вруће светло. Или је то?

Случајно боје које видите у ватри корелирају са температуром у ватри, тако да можете очекивати да чешће виђате одређене боје у врућем пламену и друге када се ствари тек кувају или умиру напоље. Али ситуација је сложенија од тога јер управо оно што гори у датој ватри такође утиче на приказ боја у пламеној мешавини.

Оно што видите као светлост је заправо електромагнетно зрачење (ЕМ), при чему је видљива светлост један од низа врста ЕМ и заузима само мали део целокупног ЕМ спектра. ЕМ таласи се одликују таласном дужином, растојањем између одговарајућих тачака дуж графованог ЕМ таласа и фреквенцијом, бројем таласних дужина у секунди који пролазе кроз фиксну тачку.

• Производ од таласна дужина (λ) и фреквенција (ν) ЕМ таласа је увек брзина светлости ц (3

  × 10⁸ м / с) без обзира на тип ЕМ таласа.

Распон таласних дужина испод око 440 нанометара (4,4 × 10⁷ м) укључује радио таласе на доњем крају, затим микроталасе. Изнад око 7 × 10⁷ м, појављују се рендгенски и гама зраци; они имају високе фреквенције и као резултат су повезани са већом енергијом. То има импликације на боје које се виде ужарено у пламену.

Сам спектар видљиве светлости (4,4 × 10⁷ до 7 × 10⁷ м) укључује зрачење које људско око перципира редом као црвену, наранџасту, жуту, зелену, плаву, индиго и љубичасту (чувени „Рој Г. Бив "основношколских часова природних наука). Као што ћете видети, ово наређење прелази у ватру, иако са непотпуном верношћу.

Разлог зашто већина пожара које ћете вероватно видети на Земљи је тај што се нека врста материјала сагорева, а то захтева присуство гаса кисеоника (О₂). Разни фактори могу утицати на то како врућ пламен гори, укључујући природу материјала (очигледно је да гориво гори врло добро; воде, не толико) и да ли се она „напаја“ са више материјала и кисеоника како ватра расте.

Топлота има јединице енергије и може се замислити као величина која се креће од подручја веће густине до подручја мање густине, као код једноставне дифузије молекула. Светлост и топлота су (углавном пожељни!) Производи пожара, и као што је горе речено, светлосни таласи су повезани са енергијом пропорционално њиховој учесталости. Ове брже осцилације доводе до већег ослобађања топлоте, а то је заузврат повезано са вишим температурама унутар и близу пламена.

Многи материјали производе карактеристичне боје када сагоревају. На пример, елемент натријум, који се комбинује са хлором, формирајући обичну со (НаЦл), ствара светло наранџасту боју када сагорева. Натријум се налази у већини врста дрвета, па би било необично састављати ватру од уобичајених грана и штапова, а не би требало да покаже бар неку наранџасту или тамножуту боју.

Тхе Плави често виђен у дрвеном пламену долази од елемената угљеник и водоник, који у горњем делу спектра видљиве светлости емитују светлост и тако стварају плаве и љубичасте нијансе. Познато је да метални бакар постаје зелени ако је довољно дуго изложен ваздуху; једињења бакра стварају зелену или плаву боју када сагоревају. Метални литијум, који ефикасно заокружује читав дугин спектар унутар овог једног дела, гори црвено.

• У центру врло вруће ватре можете видети досадни наранџасти сјај или чак радознали тамни простор. Ово је познато као зрачење црних тела, а карактеристична је за врло високе температуре (на пример, то је карактеристика звезда). Метали који могу да се загреју још више напредују кроз друге боје ове врсте зрачења (односно према љубичастом крају видљивог спектра).

Сад куваш! Дакле, пре него што погледамо које боје можемо очекивати од пожара који гори на датој температури, то је корисно је знати опсег температура произведених у врстама пожара на које сте склони да наиђете и потражите их боје. На крају, ово нису информације које већина људи држи у глави или на неком месту при руци на паметним телефонима.

Пламен типичне свеће има спољно језгро које гори на близу 1.400 ° Ц (око 2.500 ° Ф), док језгро пламена гори на 800 ° Ц (1.450 ° Ф). Ово су изванредне температуре за тако мали пламен! Зидови пећи за домаћинство у међувремену могу достићи температуру од око 500 ° Ц (900 ° Ф); то значи да температура печења или печења достиже само око половине оне у металу у зидовима.

Ако у свом дому имате камин који желите да загрејете на дискретној удаљености, пламен који пружа топлоту бучи на око 600 ° Ц (1.100 ° Ф). Ломача подгрејана угљем и дрветом може да достигне до 1.100 ° Ц, као и лабораторијска Бунсенова горионица. Наравно, унутрашња температура сунца од 2.000.000 ° Ц (3.600.000 ° Ф) чини све ове вредности прилично безначајним.

Као што сте сазнали, и врста материјала који гори у пожару и температура пожара утичу на боје које видите. Такође, као што илуструје пример две веома различите температуре свећа, било која ватра је скоро сигурно има распон температура у себи (објашњавајући понекад велику количину варијација боје уочено).

Када се нешто загреје, прво се претвара у гас (нешто што обично не можете да приметите). Ови молекули гаса тада реагују са кисеоником ако су у ствари запаљиви молекули. Било би типично видети ватру која се састоји од једноличног материјала и загрева се на контролисан начин црвенкаст, затим наранџаст и на крају јарко жути пламен, демонстрирајући све већу енергију и топлоту пуштен.

Ако упалите и пажљиво проучите свећу, вероватно ћете приметити да је знатан део спољног језгра плаве боје, нешто што се обично не виђа код рецимо камина. Узимајући у обзир разлике у температурама датим за ове пожаре, ово уопште није изненађујуће.

Иако се извори донекле разликују, могуће је направити довољно поуздану табелу која приказује однос између температуре пламена и боје пламена у спектру видљиве светлости.

• Тамно црвена (први видљиви сјај): 500 до 600 ° Ц (900 до 1100

  ° Ф) * Тамно црвена: 600 до 800 ° Ц (1.100 до 1.650

  ° Ф) * Светло трешњасто црвена: 800 до 1.000 ° Ц (1.650 до 1.800

  ° Ф) * Наранџаста: 1.000 до 1.200 ° Ц (1.800 до 2.100

  ° Ф) * Светло жута: 1.200 до 1.400 ° Ц (2.100 до 2.500

  ° Ф) * Бела: 1.400 до 1.600 ° Ц (2.500 до 2.900

  ° Ф)

Довољно високе температуре за стварање плавог пламена необичне су на логорским ватрама, због чега се чешће примећују када се користе метали, као у заваривању,