Perché il fuoco è caldo? Quanto è caldo?

Il fuoco è caldo perché l'energia termica (calore) viene rilasciata quando si rompono e si formano legami chimici durante a combustione reazione. La combustione trasforma combustibile e ossigeno in anidride carbonica e acqua. L'energia è necessario per iniziare la reazione, rompendo i legami nel carburante e tra gli atomi di ossigeno, ma molto viene rilasciata più energia quando gli atomi si legano insieme in anidride carbonica e acqua.

Carburante + ossigeno + energia → anidride carbonica + acqua + più energia

Sia leggero che calore sono rilasciati come energia. Le fiamme sono prove visibili di questa energia. Le fiamme consistono principalmente di gas caldi. Le braci si illuminano perché la materia è abbastanza calda da emettere luce a incandescenza (molto simile a un bruciatore di una stufa), mentre le fiamme emettono luce da gas ionizzati (come una lampadina fluorescente). La luce del fuoco è un'indicazione visibile della reazione di combustione, ma anche l'energia termica (calore) può essere invisibile.

In poche parole: il fuoco è caldo perché l'energia immagazzinata nel carburante viene rilasciata improvvisamente. L'energia richiesta per avviare la reazione chimica è molto inferiore all'energia rilasciata.

Key Takeaways: Perché il fuoco è caldo?

Non esiste una singola temperatura per il fuoco perché la quantità di energia termica rilasciata dipende da diversi fattori, tra cui la composizione chimica del combustibile, la disponibilità di ossigeno e la porzione della fiamma essendo misurato. Un incendio può superare i 1100 ° C (2012 ° Fahrenheit), ma diversi tipi di legna bruciano temperature diverse. Ad esempio, il pino produce più del doppio del calore rispetto all'abete o al salice e il legno secco brucia più caldo del legno verde. Il propano nell'aria brucia a una temperatura comparabile (1980 ° Celsius), ma molto più caldo nell'ossigeno (2820 ° Celsius). Altri combustibili come l'acetilene in ossigeno (3100 ° Celsius) bruciano più caldo di qualsiasi legno.

Il colore di un fuoco è un indicatore approssimativo di quanto sia caldo. Il fuoco rosso intenso è di circa 600-800 ° Celsius (1112-1800 ° Fahrenheit), il giallo arancio è di circa 1100 ° Celsius (2012 ° Fahrenheit) e una fiamma bianca è ancora più calda, compresa tra 1300-1500 Celsius (2400-2700 ° Fahrenheit). Una fiamma blu è la più calda di tutte, che va dai 1400-1650 ° Celsius (2600-3000 ° Fahrenheit). La fiamma a gas blu di un bruciatore Bunsen è molto più calda della fiamma gialla di una candela di cera!

La parte più calda di una fiamma è il punto di massima combustione, che è la parte blu di una fiamma (se la fiamma brucia quella calda). Tuttavia, alla maggior parte degli studenti che eseguono esperimenti scientifici viene detto di usare la parte superiore della fiamma. Perché? Poiché il calore aumenta, quindi la parte superiore del cono della fiamma è un buon punto di raccolta per l'energia. Inoltre, il cono della fiamma ha una temperatura abbastanza costante. Un altro modo per misurare la regione di maggior calore è cercare la parte più luminosa di una fiamma.

La fiamma più calda mai prodotta era a 4990 ° Celsius. Questo incendio si è formato utilizzando il dicianoacetilene come combustibile e l'ozono come ossidante. Può anche essere prodotto un fuoco freddo. Ad esempio, una fiamma intorno a 120 ° C può essere formata usando una miscela aria-carburante regolata. Tuttavia, poiché una fiamma fredda si trova appena sopra il punto di ebollizione dell'acqua, questo tipo di fuoco è difficile da mantenere e si spegne facilmente.

Scopri di più su fuoco e fiamme realizzando interessanti progetti scientifici. Ad esempio, scopri come i sali di metallo influenzano il colore della fiamma fare fuoco verde. Usa la chimica per accendi un fuoco senza usare le partite. Sei pronto per un progetto davvero emozionante? Dare una prova del fuoco.

• Schmidt-Rohr, K (2015). "Perché le combustione sono sempre esotermiche, producendo circa 418 kJ per mole di O₂". J. Chem. Educ. 92 (12): 2094–99. doi:10.1021 / acs.jchemed.5b00333