Уже несколько лет меня мучает один вопрос - что есть огонь и дым))) Спрашивал у химиков-преподов и физиков-преподов, получал в твет лишь недоумённые взгляды. Суть вопроса - огонь представляет из себя какую то материю? Например когда раскаляется металл, то он становится жёлто-оранжево-красным, но языков пламени не видно. То же самое наблюдается и с углями - как только дерево (например) догорает до состояния угля, то раскалённый уголь имеет туже окраску что и металл. Но вот что из себя представляют языки пламени? Эслибы это было просто тепловое излучение, от оно бы равномерно во все стороны расходилось, небыло бы "языков" пламени. Имеет ли огонь химический состав? Т.к. я далёк от химии и физики, то не могу утверждать что либо, тем более меня самого это очень интересует. Но вот опыт подсказывает, что что-то "химическое" в пламени присутсвует, т.к. цвет огня зависит от исходника. Так всякие токсичные пластики горят сине-зелёным пламенем, всё что мне ещё удавалась сжечь было жёлтым-красным... Можно ли манипулировать цветом пламени в пределах от RGB(0, 0, 0); до RGB(255, 255, 255); просто меняя химический сотав горючего? Знаю что есть белое пламя (точно знаю, но не помню откуда, вполне возможно из художественной литературы), интересно было бы посмотреть на аквамариновое пламя, пламя цвета лайм, чёрное в конце концов...


Про дым мне отже было бы интересно узнать по подробнее))) Единственное что я знаю - в дыме (в дыму - выбирайте сами как правильно) содержится очень много сажи (продукт неполного сгорания или термического разложения углеводородов)...

ЗЫ: прошу сильно не пинать, эти вопросы правда мне жить мешают)))

Берём горючий материал (древесину, например) и начинаем поднимать его температуру. При некоторой температуре (температуре воспламенения) это вещество начнёт выделять поток раскалённых газов. Газы эти образуются при сгорании различных веществ, входящих в состав горючего материала (целлюлоза, например). Этот поток будет вытянут вертикально (горячие газы стремятся подниматься вверх, распределение Больцмана) - это пламя. Из-за постоянного перемещивания с окружающим и находящимся в постоянном движении холодным воздухом оно имееет такую неравномерную структуру. Тут можно было долго рассуждать о термодинамике и кинетике горения, но этим пусть займутся специалисты.

Это поток газов уносит и частицы, которые ещё не полностью окислены. Оно доокисляться уже в этом газовом потоке. Вот из этих частиц и состоит дым. Эти мелкие твёрдые частицы находятся во взвешенном состоянии в газовом потоке. Здесь уже коллоидная химия.

От чего зависит цвет пламени? От температуры и наличия в пламени этих вот микрочастиц (а также ионов). У каждого иона - свой эмиссионный спектр (спектр испускания). Почему? Долго объяснять. Тут надобно хорошо знать спектроскопию. 

Коротко, как то так. А если не коротко. Это очень всё сложно. Этому даже книги посвящены и журнал выходит.

Это сообщение отредактировал(а) kemiisto - 5.8.2008, 17:52

kemiisto, офигенно))) хорошо, но слишком коротко, хотелось бы подробнее)))

Только после публикования темы на педивикии обнаружил статью про сабж... Я хотел ещё давно создать эту тему, т.к. на педивикии этой статьи небыло. Но даже после прочтения её и ответа kemiisto (ты более чем полностью сответсвуеш своему нику)))) осталось пару вопросов))) 

Во-первых - видимое пламя - это результат выделения света под воздействием тепла?
Во-вторых - а если горит газ? Он тоже при разогреве "разлагается" на другие газы и пламя?
В-третьих - где температура выше - у основания пламени или на конце? (если зажечь зажикалку, то пламя снизу будет приятно-синего цвета, который пееходит в красный цвет, который в свою очередь в жёлтый)
в-четвёртых - так всё таки можно добится любого оттенка пламени?


Это сообщение отредактировал(а) UniBomb - 6.8.2008, 09:08

это я знаю, на конце пламени

послушаем почему

UniBomb, попробую объяснить что называется "на пальцах". Итак:


Тут всё очень хитро. Можно и так сказать. При нагревании любого вещества возрастает кинетическая энергия (из-за чего молекулы, атомы, ионы начинают двигаться с большими скоростями). Вокруг нагретого предмета (костра) слой воздуха (газ) тоже разогрет. Его температура выше, чем менее нагретого следующего слоя, и т.д. Т.е. присутствует градиент температуры. Природе, однако, коммунистические идеалы всеобщего равенства не чужды! И у неё на этот случай есть различные способы переноса тепла от тела более нагретого к телу менее нагретому:

• Теплопроводность - молекулы более нагретого тела двигаются быстрее и обладают избыточной кинетической энергией (импульсом) по сравнению с молекулами менее нагретого тела. При столкновениях этот избыток они будут передовать.
• Конвекция - нижние слои воздуха (те что ближе к нагретому телу - костру) нагреваются и устремляются вверх, а верхние слои, наоборот, остывают и погружаются вниз, после чего процесс повторяется снова и снова. Тут, анверное, стоит почитать про про распределение Больцмана.
• Тепловое излучение - вот это, что нам надо! По сути это электромагнитные волны. Тепловое излучение имеет место при любой температуре, но при невысоких температурах вещ-во излучает преимущественно ИК-волны (1 мм - 800 нм). Лучи этой части спектра человек ощущает непосредственно кожей — как тепло. Если протянуть руку в направлении огня или раскаленного предмета - ты почувствуешь жар, исходящий от него! Это инфракрасное излучение. Упомянем и про приборы ночного виденья - ИК детекторы - которые позволяют видеть в темноте. Но суть в том, что чем сильнее нагрето тело, тем выше частота его излучения (и соответственно меньше длина волны). При определённом нагревании тело начинает светиться уже в видимом диапазоне (800–400 нм)! Тут вот хорошая цитатка (ну и так там почитай, интересно):
  

  Цитата

  Человеческий глаз представляет собой идеальный инструмент для регистрации и анализа электромагнитных волн этого диапазона. Это обусловлено двумя причинами. Во-первых, как отмечалось, волны видимой части спектра практически беспрепятственно распространяются в прозрачной для них атмосфере. Во-вторых, температура поверхности Солнца (около 5000°С) такова, что пик энергии солнечных лучей приходится именно на видимую часть спектра. Таким образом, наш главный источник энергии излучает огромное количество энергии именно в видимом световом диапазоне, а окружающая нас среда в значительной мере прозрачна для этого излучения. Неудивительно поэтому, что человеческий глаз в процессе эволюции сформировался таким образом, чтобы улавливать и распознавать именно эту часть спектра электромагнитных волн. Хочу еще раз подчеркнуть, что ничего особенного с физической точки зрения в диапазоне видимых электромагнитных лучей нет. Он представляет собой всего лишь узкую полоску в широком спектре излучаемых волн (см. рисунок). Для нас он столь важен лишь постольку, поскольку человеческий мозг оснащен инструментом для выявления и анализа электромагнитных волн именно этой части спектра.

   


Ну, во-первых, газы бывают разные. Многие могут гореть в кислороде (который содержится в воздухе), многие - нет. Возьмем, к примеру, газ природный. Горит - да. "Разлагается" на другие газы - естественно ("разлагается" тут действительно немного неуместно, но да бог с ним). Схематично:
CxHy + (x+y/2)O2 = xCO2 + yH2O
Вода тут тоже в газовой фазе. И вот поток образующихся раскалённых газов - и есть пламя.


На этот вроде ответил. На конце. Из-за конвекции.


 
Да. Самый простой способ - вносит в пламя различные ионы (в составе солей). Но это уже отдельный разговор. Если интересно, попробую объяснить. Но ничего не обещаю.

интересно))) просим-просим)))

Я знаю что хлор дает огню зеленый оттенок.

Они что, по основной специальности оленеводы? Сочуствую...
А на счет цвета пламени - "спектральный анализ" что-нибудь говорит?

Добавлено через 1 минуту и 49 секунд
Не буду сейчас много писать, в поиске наверняка найдется по спектральному анализу полная информация.

Shlit, зря вот ты так... Мои химики-физики могут и не знать всего на свете... А спектральный анализ мне говорит о многом, правда я не совсем понимаю как это относится к сабжу...

Что такое огонь, который мы видим? Излучать может газ, нагретый до высокой температуры. В газе могут присутствовать различные вещества, излучающие на своих полосах частот, именно на этом основывается спектральный анализ, наличие полос дает качественный анализ, по яркости полос можно судить о количестве химического элемента. Смесь световых спектральных полос в пламени мы и воспринимаем как цвет пламени. 
Другой источник излучения огня - это пиролиз горючего газа. Например, древесина при горении выделяет СО, метан и другие органические летучие вещества. Под действием высокой температуры происходит разложение газов с выделением углерода в виде сажи. Раскаленые частички сажи мы видим как яркое красно-желтое пламя. Затем частички сажи сгорают. Если им не удается сгореть, например, если внести в пламя холодный предмет, то предмет покроется сажей, а огонь станет коптить.
 В пламя могут попадать минеральные частицы, в высокотемпературной части пламени они тоже светятся, потом превращаются в аэрозоль из твердых частиц, тот, который мы зовем дымом. От состава минеральных частиц, их величины, формы и их цвета и будет зависеть цвет дыма. При низкой температуре горения может также наблюдаться несгорание высокомолекулярных веществ (находившихся в топливе изначально или получившихся в результате пиролиза), которые охлаждаясь, конденсируются на твердых частицах дыма и встречающихся поверхностях; на этом основан процесс копчения.
А вот водородное пламя невидимо, и закоптить с помощью него ничего не удасться по определению.