Gyertya. Égő gyertya
Ezekben az olvasmányokban azt javaslom, hogy elmondjam a gyertya történetét kémiai szempontból.
Nagyon szívesen vállalom ezt a kérdést, hiszen nagyon érdekes, és rendkívül sokrétűek az általa megnyitott utak a természet megismerésére. Nincs egyetlen olyan világjelenségre vonatkozó törvény sem, amely ne jelenne meg a gyertya történetében, és amelyhez ne kellene hozzányúlni. Nincsenek szélesebb körben nyitva álló ajtók a természet tanulmányozása előtt, mint a gyertyaégetésben végbemenő fizikai jelenségek figyelembevétele.
A gyertyalánggal kezdem. Gyújtsunk meg egy-két gyertyát;
észreveszed, mekkora a különbség a lámpa és a gyertya között. A lámpának van egy olajtartálya, amelybe egy pamutpapírból készült kanócot merítenek. A kanóc vége világít; amikor a láng eléri az olajat, ott kialszik, és tovább ég a kanóc tetején. Kétségtelenül fel fogod kérdezni: hogyan lehet az, hogy az olaj, amely nem ég el magától, felemelkedik a kanócban, és a végén égni kezd? Majd felfedezzük!
Amikor egy gyertya ég, még különösebb dolgok történnek. Hiszen van egy szilárd anyagunk, amelynek nincs szüksége tartályra – hogyan juthat el ez az anyag oda, ahol látjuk a lángot anélkül, hogy folyékony lenne? Illetve, ha folyadékká alakul, hogyan lehet tartósítani anélkül, hogy kifolyna? Ez a gyertya csodálatos!
Erős légáramlat van a szobánkban; egyes kísérleteinknél ez káros lehet. Vizsgálódásunk korrektségére és leegyszerűsítésére teljesen nyugodt lángot kapok; mert hogyan lehet vizsgálni bármilyen jelenséget, ha mindenféle külső körülmény kíséri?
Először is figyeljünk arra, hogy a gyertya legfelső rétege közvetlenül a láng alatt milyen mélyedést képez, mint egy gyönyörű csésze.
A gyertyához áramló levegő a láng hője által keltett áram hatására felfelé emelkedik;
A légmozgás hatására a gyertya külső rétegei lehűlnek. A közepe jobban megolvad, mint a csésze széle, hiszen középen a legerősebb a láng hatása, hajlamos leereszkedni a kanócon.
Amíg a levegő minden oldalról egyenletesen áramlik, addig a csésze szélei teljesen simák maradnak, a csészén úszó gyertya olvadt tömege pedig vízszintes felületű.
Egy másik kérdés, amire meg kell válaszolnunk, a következő: hogyan áramlik az éghető anyag a csészéből a lámpán keresztül oda, ahol az égés megtörténik? Tudja, hogy a viasz- és sztearingyertyákban a láng nem száll le az égő kanóc mentén az éghető anyaghoz, teljesen megolvasztja azt, hanem a helyén marad, bizonyos távolságra az olvadt masszától és anélkül, hogy megzavarná a csésze széleinek épségét. . Ennél jobb készüléket el sem tudok képzelni: a gyertya minden része segíti a többit a legjobb hatás elérésében.
Hát nem csodálatos látni, ahogy ez a gyúlékony anyag fokozatosan ég el, hogyan érinti meg a láng, annak ellenére, hogy ez a láng teljesen elpusztíthatja a viaszt, ha túl közel kerülhet hozzá?
Hogyan táplálkozik a láng éghető anyaggal?
A kapilláris vonzás használata.
Most eloltom a gyertyát, hogy ne okozzon légmozgást; Ehhez csak egy ideig kell lélegezni a gyertyán. Ha most hozok egy égő fáklyát a lámpa végétől 5-8 cm távolságra, akkor látni fogod, hogyan ugrik a láng a kanóchoz a gyertyából kiáramló gőzáram mentén.
Mindezt elég gyorsan kell megtenni, különben a gázoknak van idejük lehűlni és besűrűsödni, vagy a gyúlékony gőzök áramának lesz ideje szétoszlani a levegőben.
Most megnézzük a láng körvonalait és szerkezetét. Fontos, hogy megismerjük a láng állapotát, amelyben a lámpa végén van, ahol a láng olyan fényes és szépségű, hogy más jelenségeknél máshol nem figyelhetünk meg. Ismeri az arany és ezüst csodálatos fényét, és az olyan drágakövek, mint a rubin és a gyémánt, még csodálatosabb fényét és játékát, de semmi sem hasonlítható össze a láng szépségével. Melyik gyémánt ragyog, mint a láng? Éjszaka az azt megvilágító lángtól nyeri ragyogását. A láng megvilágítja a sötétséget – a gyémánt fénye semmi; csak akkor jelenik meg, ha egy láng fénysugár esik a gyémántra. A gyertya magától világít.
Képzeljünk el egy lángrajzot, amelyet sok évvel ezelőtt Hooker készített, amikor kutatást végzett. Az ábrán lámpaláng látható, de alkalmazható gyertyalángra is; az olajtartály a gyertyapohárnak, az olaj az olvadt gyertyamasszának felel meg, és a kanóc mindkét esetben jelen van. A kanóc körül Hooker egy lángot, az utóbbi körül pedig egészen pontosan egy másik láthatatlan réteget ábrázolt, amiről valószínűleg semmit sem tudsz, ha egyáltalán nem ismered ezt a jelenséget. A környező levegőt ábrázolta, amely elengedhetetlen a láng számára, és mindig a közelében helyezkedik el. Ezután egy légáramot ábrázolt, amely kiszívja a lángot a tetején; az itt látható lángot valójában egy légáramlat húzza ki, ráadásul meglehetősen jelentős magasságba, pontosan úgy, ahogyan azt Hooker a rajzán ábrázolta.
Ezt a legegyszerűbben úgy ellenőrizheti, hogy egy égő gyertyát kitesz a fénynek, és megvizsgálja az árnyékát egy fehér képernyőn. Hát nem csodálatos: az a láng, amelynek elegendő fénye van ahhoz, hogy más tárgyak árnyékát képezze, maga is árnyékot ad? Ugyanakkor jól látható, hogyan áramlik körülötte valami, ami nem tartozik a lánghoz, felemelkedik és magával viszi a lángot.
Most más tényekre hívom fel a figyelmet. A különféle lángok, amelyek itt vannak előttetek, nagyban különböznek formájukban; ez az őket körülvevő légáramok eltérő eloszlásától függ.
Ha elég hosszú lángot veszek, akkor nem tart meg valami stabil, egyenletes formát, hanem elképesztő erővel ágazik szét. Ennek a jelenségnek a bemutatására a gyertyaviasz vagy faggyú helyett új éghető anyagot veszek. Egy nagy vattagolyót veszek lámpának. Alkoholba mártottam és meggyújtottam – miben különbözik egy közönséges gyertyától? Az az erő, amellyel az égés megtörténik; Soha nem vettünk észre ilyen erős és mozgó lángot egy gyertyában.
Láthatod, ahogy a csodálatos lángnyelvek folyamatosan emelkednek felfelé! A láng iránya változatlan marad: alulról felfelé hajlik; de teljesen új a gyertyához képest a lángnak ez a csodálatos szétválása külön ágakra és vetületekre, ezekre a nyalogató nyelvekre.
Miért történik ez? Ezt elmagyarázom neked, és ha alaposan megérted ezt a jelenséget, könnyen követheted a további előadásomat. Biztos vagyok benne, hogy sokan már elvégezték a kísérletet, amelyet most megmutatok.
1) Gyújtsunk meg egy hétköznapi hengeres gyertyát, amelyet háztartási szükségletekre használunk. Figyelje meg a gyertya égésének folyamatát. Mit ad nekünk egy égő gyertya?
2) Olyan körülményeket teremtsen, hogy a gyertya lángja nyugodt legyen. Nézze meg figyelmesen az állandó gyertyalángot, és írja le megfigyeléseit. Tükrözze a gyertya alakját a kanócnál.
3) Hozzon létre egy kis szellőt egy irányba (fújjon lágyan), írja le megfigyeléseit. Milyen változások történtek a gyertyákkal?
4) Ismételje meg a kísérlet 2. és 3. lépését olyan gyertyával, amely nem szabályos henger alakú, vagy hornyokkal van borítva, vagy formázott gyertyával, valamint egy közönséges henger alakú illatos gyertyával.
5) Ismertesse észrevételeit, és vonjon le következtetéseket!
Következtetések.
1) A gyertyaláng feletti levegő felmelegszik, kitágul, és kevésbé sűrűvé és könnyebbé válik, mint az őt körülvevő hideg levegő. A meleg levegő felemelkedik, és a hideg levegő veszi át a helyét. Állandóan áramlik a levegő, melynek árama minden oldalról lehűti azt az anyagot, amelyből a gyertya készül, a külső rétege sokkal hűvösebb, mint a középső; A lángtól a közepe megolvad, ami eléri a kanócot addig a pontig, ami alatt kialszik. A gyertya külső része nem olvad meg.
2) Szabályos alakú csésze alakul ki a gyertya teljes külső felületére ható, felmelegedést megakadályozó egyenletes felfelé irányuló légáramlásnak köszönhetően.
3) Nem megfelelő alakú, barázdákkal borított gyertya égetésekor a légáramlás egyenetlensége és a kialakuló csésze rossz alakja miatt nem kaphatunk sima szélű poharat, így a paraffin lefolyik. a gyertya és a cseppek kialakulnak.
4) Amikor egy aromás gyertya ég, a citrusfélék illata szétterjed az egész helyiségben egy nagyon érdekes és fontos fizikai jelenség - diffúzió (egy anyag molekuláinak kölcsönös behatolása egy másik anyag molekulái közé) miatt.
5) Az üzemanyag a nedvesítésnek nevezett jelenség (a molekulák egymáshoz vonzódása szilárd és folyékony halmazállapotban) hatására kerül a lángba. A viasszal vagy paraffinnal impregnált kanóc olyan pamutszálakból készül, amelyek hajszálereivel kisebb átmérőjűek, mint egy hajszál. Ezeken a kapillárisokon keresztül a folyadék felemelkedik a keletkező többletnyomás miatt. Az üzemanyag az égés helyére kerül, és nem csak valahogy, hanem ideális esetben a láng közepébe.
(Az összes következtetés a diák válaszait összegzi a diákon)
2. számú tapasztalat. « A láng szerkezetének tanulmányozása"
Munkarend(TB utasítás)
1) Gyújtsuk meg újra a gyertyát, és gondoljuk át, milyen szerkezetű a láng. Válasszon ki három zónát: a láng alsó részét, a középső részét és a láng külső részét. Próbálja észrevenni, hogy minden zóna eltérő színű. Írja le az egyes zónák lángszínét, töltse ki az 1. táblázatot.
2) Figyelje meg az egyes zónák hőmérséklet-különbségét. Ehhez helyezzen gyufát a láng különböző zónáiba, és ügyeljen a gyufafej gyulladási sebességére. Jegyezze fel a gyújtási időt stopperórával, töltse ki az 1. táblázat oszlopait.
Asztal 1
Tanulói válasz: A láng szerkezete? A láng kissé megnyúlt megjelenésű, felül fényesebb, mint alul a kanóc közelében.
Láng színe?
Gyújtási idő? (töltsd ki a táblázatot a táblán).
Tanár: (A tanulók válaszainak összegzése diákon). Ha egy gyufát helyezünk a láng alsó zónájába, a gyulladás 1,04 másodpercen belül megtörténik; ha egy gyufát helyeznek a láng középső zónájába, a gyulladás 0,9 másodpercen belül megtörténik; Ha egy gyufát helyezünk a láng külső részébe, 0,1 másodpercen belül meggyullad. Ezért az alsó zónában alacsonyabb, míg a középső és a külső zónában magasabb a hőmérséklet. A szakirodalom felhasználásával megjegyezzük: az alsó zóna hőmérséklete 7000 C, a középső zóna 11 000 C, a külső zóna 14 000 C. Megállapíthatjuk, hogy Valami gyors felmelegítéséhez a láng tetejét kell használni, nem csak gyertyákat.
(kimenet diákon)
Annak érdekében, hogy a láng különböző zónái eltérő hőmérsékletűek legyenek, egy másik kísérlet is elvégezhető. Helyezzen egy szilánkot (vagy megtisztított gyufát) a lángba úgy, hogy az keresztezze mind a három zónát. Látni fogjuk, hogy a szilánk jobban elszenesedett, ahol a középső és felső zónát éri. Ez azt jelenti, hogy a láng ott melegebb. (tanárral együtt)
3. kísérlet „Égéstermékek kimutatása lángban” (a tanárral együtt) (TB oktatás)
Munkarend
Határozzuk meg a gyertyaláng egyes zónáinak összetételét!
Tanár: Az első két kísérlet során megfigyelte az égési folyamatot, és saját maga megjegyezte, hogy a gyertyaláng alsó zónájában gáznemű paraffin található. Írd le ezt a táblázatodba, és folytasd a 3. kísérlettel.
(kimenet diákon)
1) Helyezzen egy tartóba rögzített bádoglapot a gyertyaláng középső zónájába, és tartsa 5-7 másodpercig. Gyorsan vegyük fel a lemezt. A tányér alsó síkja füstölt.
Következtetés: A bádoglemez alsó síkja elfüstölődik, mert a paraffin nem ég el teljesen, így korom képződik – ez tiszta szén. (kimenet diákon)
2) Rögzítsen egy száraz, kihűlt, de nem párásodott kémcsövet egy tartóba, fordítsa fejjel lefelé, és tartsa a láng fölé, amíg bepárásodik.
A kémcső falán kis vízcseppek jelennek meg. Ezután gyorsan öntsön mészvizet ugyanabba a kémcsőbe.
Következtetés: A víz lecsapódik a kémcsőben. Miután mészvizet öntünk a kémcsőbe, észrevesszük, hogy a mészvíz zavarossá válik. Következésképpen a gyertyaparaffin égéstermékei szén-dioxid és víz. Komponáljunk paraffin gyertya égési diagramja:
Paraffin + oxigén = víz + szén-dioxid. (dián)
A kísérlet eredményei alapján táblázatot készítünk . (a testületnél dolgozom)
2. táblázat
Tanár: Még egyszer határozzuk meg, mi támogatja a gyertyaégetés folyamatát. Ehhez végezzük el a következő 4. számú kísérletet.
4. számú tapasztalat "A levegő hatása a gyertya égésére"
Felszerelés: gyertya, üveg, 0,5 literes üvegedény, 3 literes üvegedény.
A munkavégzés rendje.
1. Gyújts meg egy gyertyát és fedd le egy pohárral, mérd meg az égési idejét.
2. Gyújtsa meg a gyertyát és fedje le egy 0,5 literes üvegedénybe, és mérje meg az égési időt.
3. Gyújtsa meg a gyertyát és fedje le egy 3 literes üvegedénybe, és mérje meg az égési időt.
4. Mutassa be az adatokat táblázatos formában, és vonjon le következtetést!
3. táblázat
Következtetés. A gyertya égése a levegő oxigéntartalmától függ, és minél nagyobb a levegő térfogata, annál tovább ég a gyertya. (kimenet diákon)
A gyertya égésekor fellépő fizikai jelenségek figyelembevétele a legszélesebb körben megközelíthető a természettudományok tanulmányozása...
Adok neked... egy sor kémiai betekintést, amit egy égő gyertyából lehet leszűrni.
M. Faraday
Tapasztalat 1
Fizikai jelenségek, amikor egy gyertya ég
Gyújts egy gyertyát. Látni fogja, hogyan kezd el olvadni a paraffin a kanóc közelében, és kerek tócsát képez. Milyen (fizikai vagy kémiai) folyamat zajlik itt?
Vegyünk egy tégelyfogóval derékszögben hajlított üvegcsövet, egyik végét helyezzük a láng középső részébe, a másik végét pedig engedjük le a kémcsőbe. Mit figyelsz?
1. A paraffin megolvad. Ez az olvadás fizikai folyamat.
2. A kémcső falai bepárásodnak - ez kondenzáció - fizikai folyamat.
Tapasztalat 2
Égéstermékek észlelése lángban
Tégelyfogó segítségével vegyünk ki egy óndarabot (2x2 cm) egy bádogdobozból vagy egy üveglemezből, helyezzük az égő gyertya sötét kúpjának területére, és tartsuk 3-5 másodpercig. Gyorsan emelje fel az ónt (üveget), és nézze meg az alsó síkot. Magyarázd el, mi jelent meg ott.
Rögzítse a száraz kémcsövet a tartóba, fordítsa fejjel lefelé, és tartsa a láng fölött, amíg bepárásodik. Magyarázza meg a megfigyelt jelenséget!
Gyorsan öntsön 2-3 ml mészvizet ugyanabba a kémcsőbe. Mit figyelsz? Adj magyarázatot.
1. Sötét (fekete) folt jelent meg - ez a paraffin égése során keletkező korom (szén).
2. A nedvesség lecsapódik a kémcső falán. Így lecsapódik a víz, a paraffin egyik égésterméke.
3. Amikor mészvizet önt egy kémcsőbe, az zavarossá válik:
Ez arra utal, hogy a paraffin égésének második terméke a szén-dioxid.
A levegő hatása a gyertya égésére
Helyezzen egy üvegcsövet a kihúzott végével egy gumigömbbe, kézzel megnyomva, fújjon levegőt egy égő gyertya lángjába. Hogyan változott a láng fényessége?
Az égés során láng keletkezik, melynek szerkezetét a reagáló anyagok határozzák meg. Szerkezete a hőmérsékleti mutatóktól függően területekre oszlik.
Meghatározás
A láng olyan forró gázokra utal, amelyekben a plazmakomponensek vagy anyagok szilárd, diszpergált formában vannak jelen. Fizikai és kémiai átalakulások zajlanak bennük, amit izzítás, hőenergia felszabadulás és melegítés kísér.
Az ionos és gyökös részecskék jelenléte gáznemű közegben jellemzi az elektromos vezetőképességét és az elektromágneses térben való különleges viselkedését.
Mik a lángok
Általában így nevezik az égéssel kapcsolatos folyamatokat. A levegőhöz képest a gáz sűrűsége kisebb, de a magas hőmérséklet hatására a gáz felemelkedik. Így keletkeznek a lángok, amelyek lehetnek hosszúak vagy rövidek. Gyakran zökkenőmentes az átmenet egyik formáról a másikra.
Láng: szerkezet és szerkezet
A leírt jelenség megjelenésének meghatározásához elég meggyújtani A megjelenő nem világító lángot nem nevezhetjük homogénnek. Vizuálisan három fő területet lehet megkülönböztetni. A láng szerkezetének tanulmányozása egyébként azt mutatja, hogy különböző anyagok égnek különböző típusú fáklyák képződésével.
Amikor gáz és levegő keveréke ég, először egy rövid fáklya keletkezik, amelynek színe kék és lila árnyalatú. A mag látható benne - zöld-kék, kúpra emlékeztet. Nézzük ezt a lángot. Szerkezete három zónára oszlik:
- Kijelölünk egy előkészítő területet, amelyben a gáz és a levegő keveréke felmelegszik, amikor kilép az égőnyílásból.
- Ezt követi az a zóna, amelyben az égés megtörténik. A kúp tetejét foglalja el.
- Ha nincs elegendő levegőáramlás, a gáz nem ég el teljesen. Két vegyértékű szén-oxid és hidrogén maradványok szabadulnak fel. Égésük a harmadik régióban megy végbe, ahol van oxigén hozzáférés.
Most külön-külön megvizsgáljuk a különböző égési folyamatokat.
Égő gyertya
A gyertya elégetése hasonló a gyufa vagy az öngyújtó elégetéséhez. A gyertyaláng szerkezete pedig egy forró gázáramhoz hasonlít, amelyet a felhajtóerők húznak felfelé. A folyamat a kanóc felmelegítésével kezdődik, majd a viasz elpárologtatásával kezdődik.
A legalacsonyabb zónát, amely a szálon belül és mellette található, első régiónak nevezzük. Enyhén világít a nagy mennyiségű üzemanyag, de az oxigénkeverék kis térfogata miatt. Itt az anyagok tökéletlen égésének folyamata megy végbe, amely felszabadulást követően oxidálódik.
Az első zónát egy világító második héj veszi körül, amely a gyertyaláng szerkezetét jellemzi. Nagyobb mennyiségű oxigén lép be, ami az oxidációs reakció folytatását okozza az üzemanyag-molekulák részvételével. A hőmérséklet itt magasabb lesz, mint a sötét zónában, de nem elegendő a végső bomláshoz. Az első két területen, amikor az el nem égett tüzelőanyag és a szénrészecskék cseppjeit erősen felmelegítik, fényhatás jelenik meg.
A második zónát egy alacsony láthatóságú héj veszi körül, magas hőmérsékleti értékekkel. Sok oxigénmolekula lép be, ami hozzájárul az üzemanyag-részecskék teljes égéséhez. Az anyagok oxidációja után a fényhatás a harmadik zónában nem figyelhető meg.
Sematikus illusztráció
Az érthetőség kedvéért egy égő gyertya képét mutatjuk be. A lángkör a következőket tartalmazza:
- Az első vagy sötét terület.
- Második fényzóna.
- A harmadik átlátszó héj.
A gyertyaszál nem ég meg, csak a hajlított vége elszenesedik.
Égő alkohollámpa
A kémiai kísérletekhez gyakran használnak kis alkoholtartályokat. Ezeket alkohollámpáknak hívják. Az égőkanócot átitatják a lyukon át öntött folyékony tüzelőanyaggal. Ezt elősegíti a kapilláris nyomás. Amikor eléri a kanóc szabad tetejét, az alkohol elkezd elpárologni. Gőz állapotban meggyullad és 900 °C-nál nem magasabb hőmérsékleten ég.
Az alkohollámpa lángja normál alakú, szinte színtelen, enyhén kékes árnyalattal. Zónái nem olyan jól láthatóak, mint a gyertyáké.
A Barthel tudósról elnevezett tűz kezdete az égőrács felett található. A lángnak ez a mélyülése a belső sötét kúp csökkenéséhez vezet, és a lyukból a legforróbbnak tartott középső rész emelkedik ki.
Szín jellemző
Az elektronikus átmenetek különféle sugárzásokat okoznak. Termikusnak is nevezik. Így egy szénhidrogén komponens levegőben történő égésének eredményeként egy H-C vegyület felszabadulása kék lángot okoz. És amikor a C-C részecskék kibocsátódnak, a fáklya narancsvörös színűvé válik.
Nehéz figyelembe venni a láng szerkezetét, amelynek kémiája a víz, a szén-dioxid és a szén-monoxid vegyületeit, valamint az OH-kötést tartalmazza. Nyelvei gyakorlatilag színtelenek, mivel a fenti részecskék égéskor ultraibolya és infravörös sugárzást bocsátanak ki.
A láng színe összefügg a hőmérséklet-indikátorokkal, a benne lévő ionos részecskék jelenlétével, amelyek egy bizonyos emissziós vagy optikai spektrumhoz tartoznak. Így bizonyos elemek égése az égőben lévő tűz színének megváltozásához vezet. A fáklya színének különbségei a periódusos rendszer különböző csoportjaiban lévő elemek elrendezéséhez kapcsolódnak.
A tüzet spektroszkóppal vizsgálják a látható spektrumban lévő sugárzás jelenlétére. Ugyanakkor azt találták, hogy az általános alcsoportba tartozó egyszerű anyagok is hasonló elszíneződést okoznak a lángban. Az egyértelműség kedvéért a nátrium égését tesztelik ennek a fémnek. Lángba kerülve a nyelvek élénksárgává válnak. A színjellemzők alapján a nátriumvonal azonosításra kerül az emissziós spektrumban.
Jellemzője az atomi részecskékből származó fénysugárzás gyors gerjesztésének tulajdonsága. Ha az ilyen elemek nem illékony vegyületeit egy Bunsen-égő tüzébe vezetik, az elszíneződik.
A spektroszkópiai vizsgálat jellegzetes vonalakat mutat az emberi szemmel látható területen. A fénysugárzás gerjesztésének sebessége és az egyszerű spektrális szerkezet szorosan összefügg ezen fémek magas elektropozitív jellemzőivel.
Jellegzetes
A lángok besorolása a következő jellemzőken alapul:
- égő vegyületek halmazállapota. Gáz-, levegő-, szilárd és folyékony halmazállapotúak;
- a sugárzás típusa, amely lehet színtelen, világító és színes;
- elosztási sebesség. Gyors és lassú terjedés van;
- láng magassága. A szerkezet lehet rövid vagy hosszú;
- a reagáló keverékek mozgásának jellege. Vannak pulzáló, lamináris, turbulens mozgások;
- vizuális észlelés. Az anyagok füstös, színes vagy átlátszó láng felszabadulásával égnek;
- hőmérséklet jelző. A láng lehet alacsony hőmérsékletű, hideg vagy magas hőmérsékletű.
- az üzemanyag - oxidáló reagens fázis állapota.
Az égés az aktív komponensek diffúziója vagy előkeverése következtében következik be.
Oxidációs és redukciós régió
Az oxidációs folyamat egy alig észrevehető zónában megy végbe. Ez a legmelegebb, és a tetején található. Ebben az üzemanyag-részecskék teljes égés alatt állnak. Az oxigénfelesleg és az éghető anyag hiánya pedig intenzív oxidációs folyamathoz vezet. Ezt a funkciót akkor kell használni, ha tárgyakat melegít az égő felett. Ezért az anyag a láng felső részébe merül. Ez az égés sokkal gyorsabban megy végbe.
A redukciós reakciók a láng középső és alsó részében mennek végbe. Nagy mennyiségű gyúlékony anyagot és kis mennyiségű égést végző O 2 molekulát tartalmaz. Amikor ezekre a területekre vezetjük be, az O elem megszűnik.
A redukáló láng példájaként a vas-szulfát hasítási eljárását alkalmazzák. Amikor a FeSO 4 belép a fáklya központi részébe, először felmelegszik, majd vas-oxidra, anhidridre és kén-dioxidra bomlik. Ebben a reakcióban az S redukciója figyelhető meg +6 és +4 közötti töltéssel.
Hegesztési láng
Ez a fajta tűz a tiszta levegőből származó gáz vagy folyékony gőz és oxigén keverékének elégetése eredményeként jön létre.
Ilyen például az oxiacetilén láng képződése. Megkülönbözteti:
- magzóna;
- középső helyreállítási terület;
- fáklyás extrém zóna.
Így ég el sok gáz-oxigén keverék. Az acetilén és az oxidálószer arányának különbségei különböző lángtípusokat eredményeznek. Lehet normál, karburáló (acetilén) és oxidáló szerkezetű.
Elméletileg az acetilén tökéletlen égésének folyamata tiszta oxigénben a következő egyenlettel jellemezhető: HCCH + O 2 → H 2 + CO + CO (egy mol O 2 szükséges a reakcióhoz).
A keletkező molekuláris hidrogén és szén-monoxid reakcióba lép a levegő oxigénjével. A végtermékek víz és négy vegyértékű szén-oxid. Az egyenlet így néz ki: CO + CO + H 2 + 1½O 2 → CO 2 + CO 2 +H 2 O. Ehhez a reakcióhoz 1,5 mol oxigénre van szükség. Az O 2 összegzésekor kiderül, hogy 1 mól HCCH-ra 2,5 mol fogy. És mivel a gyakorlatban nehéz megtalálni az ideálisan tiszta oxigént (gyakran kissé szennyezett szennyeződésekkel), az O 2 és a HCCH aránya 1,10 és 1,20 között lesz.
Ha az oxigén/acetilén arány kisebb, mint 1,10, karburáló láng lép fel. Szerkezete megnagyobbodott, körvonalai elmosódnak. Az ilyen tűzből az oxigénmolekulák hiánya miatt korom szabadul fel.
Ha a gázarány nagyobb, mint 1,20, akkor oxidáló lángot kapunk feleslegben lévő oxigénnel. Felesleges molekulái elpusztítják a vasatomokat és az acélégő egyéb összetevőit. Ilyen lángban a nukleáris rész rövidebbé válik, és pontjai vannak.
Hőmérséklet mutatók
A gyertya vagy égő minden tűzzónájának megvannak a maga értékei, amelyeket az oxigénmolekulák ellátása határoz meg. A nyílt láng hőmérséklete a különböző részein 300 °C és 1600 °C között van.
Ilyen például a diffúziós és lamináris láng, amelyet három héj alkot. Kúpja sötét területből áll, melynek hőmérséklete akár 360 °C is lehet, és nem tartalmaz oxidáló anyagokat. Fölötte egy izzózóna. Hőmérséklete 550 és 850 °C között mozog, ami elősegíti az éghető keverék termikus bomlását és égését.
A külső rész alig észrevehető. Ebben a láng hőmérséklete eléri az 1560 °C-ot, ami az üzemanyag-molekulák természetes jellemzőinek és az oxidáló anyag bejutási sebességének köszönhető. Itt a legenergiásabb az égés.
Az anyagok különböző hőmérsékleti körülmények között meggyulladnak. Így a magnézium fém csak 2210 °C-on ég el. Sok szilárd anyag esetében a láng hőmérséklete 350 °C körül van. A gyufa és a kerozin 800 °C-on, míg a fa 850 °C-tól 950 °C-ig gyulladhat meg.
A cigaretta lánggal ég, amelynek hőmérséklete 690-790 °C, propán-bután keverékben pedig 790-1960 °C. A benzin 1350 °C-on meggyullad. Az alkohol égési lángjának hőmérséklete nem haladja meg a 900 °C-ot.
- 1. Dohányzás akkor következik be, ha az égési légkörben nincs elegendő oxigéntartalom. Nem tudom, hogyan kell csinálni, talán. adjunk hozzá vízgőzt.
2. Egy nagy tégelyben nem égett ki teljesen az oxigén, de némi százaléka megmaradt, így a bal oldali gyertya tovább égett az ideálisnál. - Michael,
1. Az első kérdésre pontos megoldás szükséges. Az általános gondolati irány helyes - égés oxigénhiányos, de ez nekem nem jött be. Próbáltam csak fedővel letakarni az üveget, a láng fokozatosan kialudt, ennyi. Nincs dohányzás.
2. Szerintem nem marad oxigén a nagy üvegben. A láng erős keveredést okoz a teljes térfogatban. A forró szén-dioxid felemelkedik - lehűl a kannából - leesik. Ráadásul a sűrűsége másfélszer nagyobb, mint a levegőé, tehát le is süllyed. - Úgy tűnik, a szén-dioxid egy része leszállt a 3 literes palackból. Valószínűleg a kísérlet akkor lesz sikeres, ha az üveget egy darab műanyag fedéllel lezárja, és megfordítja, mielőtt kartonnal lezárja.
P.S.
CO2 = 46
Levegő = 29
Az összkülönbség 1,5-szeres
Gyertyát meggyújthat például kálium-permanganát és kénsav kémiai reakciójával
KMnO4 + H2SO4 (tömény)
a keletkező oxid, ha kölcsönhatásba lép a paraffinnal, meggyújtja azt - Ami az eljárást illeti: szerintem a válaszokat el kellett volna rejteni, hogy a „másodikok” ne lássák az „elsők” válaszait, hogy ne legyenek viták - ez egy verseny, elvégre
Lényegében: semmi más nem jár a fejemben, most nincs mód internetezni...
- Mikhail, a megjegyzések nyíltsága normális. Az első helyes válasz továbbra is számít.
Nem kell böngészni az internetet, több a logika és a fizika-kémia alapismeretei. És persze képzelje el a fejében a kísérlet minden árnyalatát. - A második kérdésnél: „Miért ég a bal oldali gyertya ilyen sokáig az égés intenzitásáról még mindig nincs megjegyzés, ha megnézi a videót, akkor észrevehető, hogy nagy mennyiségű szénnel égetve?” dioxid
a gázláng kisebb.
Az első kérdéssel kapcsolatban van egy olyan feltételezés, hogy talán a gyertya füstölni fog, ha a kanóc hosszú, azaz a kanóc ég és égeti körülötte az oxigént. - Szergej, egyetértek. Itt nagyon nehéz mennyiségi értékelést végezni. Ki mondta, hogy mindkét gyertya lángja egyformán ég? Szemre nézve ugyanazok, de lehet, hogy az egyik több oxigént fogyaszt, mint a másik. Másodszor pedig maguk a lángcsillapítási folyamatok. Ennek eredményeként kiderül, hogy csak minőségi értékelést tudunk adni („igen, a bal gyertya kevésbé ég”), de mennyiségi értékelést nem.
Ami az égést illeti. A gyertya nem „eszik” meg az összes oxigént, de nagyon keveset. Szükségem volt oxigénmentes légkör megszervezésére, és épp azon gondolkodtam, hogy gyertyát csináljak belőle, de azt olvastam a barlanglakó fórumokon, hogy ha egy zárt barlangban kialszik egy gyertya, az azt jelenti, hogy csak egy pár van. százalékkal kevesebb oxigént. Nos, ott csak két-három százalék szén-dioxid van, vagy mi? Nem emlékszem.Andrey 2010. augusztus 4., 06:01
Nos, emellett van olyan, hogy konvekció. A szén-dioxid nehezebb a levegőnél, és alulról gyűlik össze, míg a fenti levegő így valamivel gazdagabb oxigénben. Ez tette lehetővé, hogy a gyertya tovább égjen
Nem tudom megmondani, hogyan kell füstölni, csak játszani kell vele.- Andrey, nem értettem, hogy az ötlet a konvekcióról és az a tény, hogy "A szén-dioxid nehezebb a levegőnél, és alulról gyűlik össze, míg a fent lévő levegő így valamivel gazdagabb oxigénben.". Ha erős konvekció van a lángból, ahogy fentebb is írtam, akkor az edényben minden gyorsan összekeveredik, és nem mindegy, hogy hol gyűjtik össze.
Anatolij, bármilyen tárgyat bevihet a láng középső zónájába, ahol tökéletlen égés következik be. Ezután a korom lerakódik a tárgyra. Így szívják az üveget. Ezt itt is láthatod:
Itt jól látható, hogyan füstöl a rúd és a műanyag zacskó.
Továbbra is várom az utolsó helyes választ, honnan jöhetett a felesleges oxigén a záróüvegben. Tipp: gondoljon a gázok hőtágulására.
- (értem, mert kezdett csökkenni a nyomás a bankban)
- Ami az első kérdést illeti, azt hiszem, már megvan a válasz. Valamilyen manipulációt kell végezni, hogy tökéletlen oxidáció történjen: ez lehet például egy felemelt tárgy - az égő paraffin gőzei élesen lehűlnek, anélkül, hogy ideje lenne teljesen leégni (ez még mindig hideg tárgy) . Ha nem tévedek, úgy tűnik, hogy működhetne néhány vegyszer hozzáadásával a kanóchoz.
Ami a második pontot illeti:
Általában a gyertya égése ebben az esetben n-edrendű tehetetlenségi láncszemnek tekinthető. A legegyszerűbb esetben, ha az oxigén égésének sebessége egyenesen arányos (bár lehet arányos a négyzet, kocka... koncentrációval). Ebben az esetben minél kevesebb oxigén van a dobozban, annál lassabban ég. Általában VCO2(t)=K1*e^(–k2/t). Ez a szén-dioxid nemlineáris egyenlete megmagyarázza, hogy 0,5 liter „tiszta” levegővel miért ég a gyertya kétszer olyan sokáig, mint 2,5 literrel – csak arról van szó, hogy az égés kezdetben nagyon intenzív lesz, és majdnem 2 liter levegőt. az első 10 másodpercben használjuk, és mint a második esetben is csak 0,5 liter marad, ami további 30 másodpercig kiég.
Idézet: „A viaszgyertyáknak vastag szálakból lazán szőtt kanócnak kell lenniük, a kanócok szorosan szövött szálakból készülnek. A könnyen mozgó paraffin, sztearin és zsírok pedig vékonyabb hajszálereket igényelnek, különben a túlzott éghető anyag miatt a gyertya erősen füstölni kezd."esfir 2014. január 2. 06:37
Lehetőség: helyezzen egy darab laza kötelet a kanóc közelében megolvasztott paraffinba.- Azt vettem észre, hogy füstölni kezd, ha a kanócot enyhén megnedvesítjük, pl. Száraz kanóc égetésekor magának a kanócnak a fűtési hőmérséklete az átlag alatt van. Magának a lángnak természetesen normális hőmérséklete van, mert az oxigén ég, és a kanóc csak az égést támogatja. Az ujjára kell köpni, végigfuttatni a kanócon és fel kell gyújtani - füstölni fog
- Mindez nagyon érdekes. De, "nagy elmék", tudnál még egy kérdésre válaszolni? Amíg a gyertya ég, nincs szaga. És ez normális, mert a tiszta víznek és a szén-dioxidnak nincs szaga. De! Ha eloltja a gyertyát, erős kellemetlen szagot fog kapni! A tökéletlen égés során ugyanaz a víz keletkezik, CO2 helyett tiszta szén C és CO, de a C és a CO is szagtalan. Akkor miért olyan büdös, ha eloltunk egy gyertyát?
Pavel, ha jól értem, olyan szaga van, mint a paraffin tökéletlen égésének termékei. Vagyis abban a pillanatban, amikor a gyertya kialszik, meglehetősen nagy tartománynak kell lennie mindenféle molekuláris vegyületnek.2017. január 5. 06:15
Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete