Які кольори багаття і наскільки вони гарячі?

Коли ви думаєте про типовий керований вогонь, такий як багаття або багаття, багато прикметників, які приходять на думку, ймовірно стосуються тепла та температури: Гарячі. Ревіть. Смаження. З іншого боку, у вас також може бути кілька візуальних вражень: Ігристе. Мерехтливий. Танці.

Так як кольори з'являються у різних відтінках, інтенсивності та на фізичних носіях, таких як живопис та одяг, вони також можуть представляти той самий видимий діапазон візуальних "смаків", коли середовище - це те, що ви знаєте як вогонь. Це має сенс, оскільки вогонь справедливий... справді гаряче світло. Або це?

Як правило, кольори, які ви бачите у вогні, корелюють із температурою у вогні, так що ви можете очікувати бачити певні кольори частіше у гарячому полум’ї та інші, коли речі лише готуються або вмирають назовні Але ситуація складніша, ніж це, оскільки саме те, що горить у даному вогні, також впливає на показ кольорів у палаючій суміші.

Те, що ви розглядаєте як світло, насправді є електромагнітним випромінюванням (ЕМ), видиме світло є одним із ряду типів ЕМ і займає лише незначну частину всього ЕМ-спектру. ЕМ-хвилі характеризуються довжиною хвилі, відстанню між відповідними точками вздовж графічної ЕМ-хвилі та частотою, кількістю довжин хвиль за секунду, що проходять через нерухому точку.

• Продукт довжина хвилі (λ) і частота (ν) ЕМ-хвилі - це завжди швидкість світла c (3

  × 10⁸ м / с) незалежно від типу хвилі ЕМ.

Діапазон довжин хвиль нижче приблизно 440 нанометрів (4,4 × 10⁷ м) включає радіохвилі на нижньому кінці, потім мікрохвилі. Вище приблизно 7 × 10⁷ м, з’являються рентгенівські та гамма-промені; вони мають високі частоти і внаслідок цього пов'язані з більш високою енергією. Це впливає на кольори, що світяться полум’ям.

Сам спектр видимого світла (4,4 × 10⁷ до 7 × 10⁷ м) включає випромінювання, яке сприймається людським оком як, по порядку, червоний, оранжевий, жовтий, зелений, синій, індиго та фіолетовий (знаменитий "Рой Г. Biv "початкових класів природничих шкіл). Як ви побачите, цей наказ переходить у вогонь, хоча і з неповною вірністю.

Причиною більшості пожеж, які ви, мабуть, побачите на Землі, є те, що якийсь матеріал згоряє, і для цього потрібна наявність газу кисню (O₂). Різні фактори можуть впливати на те, наскільки гаряче полум’я горить, включаючи природу матеріалу (очевидно, бензин дуже добре горить; води, не так багато) і чи "підживлюється" вона більшою кількістю матеріалу та кисню у міру зростання вогню.

Тепло має одиниці енергії і може бути сприйнята як величина, яка рухається з областей більш високої щільності в області меншої щільності, як при простому дифузійному розмноженні молекул. Світло і тепло - це (загалом бажано!) Продукти пожежі, і, як зазначалося вище, світлові хвилі пов'язані з енергією пропорційно своїй частоті. Ці швидші коливання призводять до більшого виділення тепла, а це, в свою чергу, пов'язано з більш високими температурами всередині полум'я та поблизу нього.

Багато матеріалів дають характерні кольори при згорянні. Наприклад, елемент натрій, який у поєднанні з хлором утворює звичайну сіль (NaCl), при згорянні утворює яскраво-оранжевий колір. Натрій міститься в більшості порід деревини, тому було б незвично збирати вогонь із звичайних гілок і палиць і не показувати принаймні жодного помаранчевого або темно-жовтого кольору.

синій часто зустрічається в деревині полум’я походить від елементів вуглецю та водню, які випромінюють світло у верхньому кінці видимого спектру світла і, таким чином, створюють синій та фіолетовий відтінки. Відомо, що металева мідь зеленіє, якщо потрапити на повітря досить довго; сполуки міді при згорянні створюють зелений або синій кольори. Металевий літій, щоб ефективно округлити весь спектр веселки в межах цієї однієї секції, горить червоним.

• У центрі дуже гарячого вогню ви можете побачити тьмяне помаранчеве світіння або навіть цікавий темний простір. Це відомо як випромінювання чорних тіл, і характерний для дуже високих температур (наприклад, це особливість зірок). Метали, які можуть ще більше нагріватися, просуваються через інші кольори цього виду випромінювання (тобто до фіолетового кінця видимого спектру).

Тепер ви готуєте! Отже, перед тим, як поглянути на те, яких кольорів очікувати від пожежі при певній температурі, це корисно знати діапазон температур, що виникають під час тих видів пожеж, з якими ви можете стикатися та шукати кольори. Зрештою, це не інформація, яку більшість людей зберігає в голові чи десь зручно на своїх смартфонах.

Полум'я типової свічки має зовнішнє ядро, яке горить близько до 1400 ° C (близько 2500 ° F), тоді як серцевина полум'я горить при 800 ° C (1450 ° F). Це надзвичайні температури для такого маленького полум’я! Тим часом стінки побутової печі можуть досягати температури близько 500 ° C (900 ° F); це означає, що температура випікання або запікання досягає приблизно половини температури в металі в стінах.

Якщо у вас вдома є камін, який вам подобається зігрівати на непомітній відстані, полум’я, яке забезпечує тепло, шумить приблизно при 600 ° C (1100 ° F). Багаття, розпалене деревним вугіллям і деревиною, може нагріватися до 1100 ° C (2000 ° F), як і лабораторна пальник Бунзена. Звичайно, внутрішня температура сонця, що становить 2 000 000 ° C (3 600 000 ° F), робить усі ці показники досить тривіальними.

Як ви дізналися, і тип матеріалу, який спалюється при пожежі, і температура пожежі впливають на кольори, які ви бачите. Крім того, як ілюструє приклад двох дуже різних температур свічок, пожежа майже однакова упевнений, що в ньому є діапазон температур (пояснюючи іноді велику кількість варіацій кольору спостерігається).

Коли щось нагрівається, воно спочатку перетворюється на газ (те, що ти, як правило, не можеш спостерігати). Потім ці молекули газу реагують з киснем, якщо насправді вони є горючими молекулами. Характерно було б побачити, як показують вогонь, що складається з однорідного матеріалу і нагрівається контрольованим способом червонуватий, потім оранжевий і, нарешті, яскраво-жовте полум’я, демонструючи збільшення енергії та тепла звільнений.

Якщо ви запалите і уважно вивчите свічку, ви, мабуть, зауважите, що значна частина зовнішнього ядра синя, чогось, як правило, не дуже багато, скажімо, у камінах. Враховуючи різницю температур, дану для цих пожеж, це зовсім не дивно.

Хоча джерела дещо різняться, можна побудувати досить надійну діаграму, що показує залежність між температурою полум’я та кольором полум’я у всьому спектрі видимого світла.

• Темно-червоний (перше видиме світіння): від 500 до 600 ° C (від 900 до 1100

  ° F) * Похмуро-червоний: від 600 до 800 ° C (від 1100 до 1650

  ° F) * Яскраво-вишнево-червоний: від 800 до 1000 ° C (від 1650 до 1800

  ° F) * Помаранчевий: від 1000 до 1200 ° C (від 1800 до 2100

  ° F) * Яскраво-жовтий: від 1200 до 1400 ° C (від 2100 до 2500

  ° F) * Білий: від 1400 до 1600 ° C (від 2500 до 2900

  ° F)

Температури, достатньо високі для отримання синього полум’я, незвичні для багаття, саме тому їх частіше спостерігають при використанні металів, як при зварюванні,