Что именно ты видишь, когда смотришь на свечу
Зажги свечу — точнее, попроси взрослого её зажечь — и посмотри на пламя. Оно яркое, тёплое, живое. Оно шевелится. Кажется, что это какая-то штука, которая сидит на фитиле.
Но попробуй ответить на простой вопрос: из чего сделан огонь? Из чего сделан стол — понятно: из дерева. Из чего сделана вода — из молекул воды. А огонь?
Правильный ответ такой: огонь ни из чего не сделан, потому что огонь — не вещество. Это событие. Процесс. Примерно как «бег» — не вещь, а то, что делают ноги.
Огонь — это то, что происходит, когда одно вещество очень быстро соединяется с другим и при этом выделяется столько тепла, что всё в этом месте раскаляется и начинает светиться.
Три условия, без которых ничего не загорится
Чтобы возник огонь, нужны одновременно три вещи. Их так и называют — треугольник огня.
- Топливо. То, что будет гореть: дерево, воск, бумага, газ в плите, бензин.
- Кислород. Он есть в воздухе, примерно каждая пятая молекула вокруг тебя — кислород.
- Достаточно высокая температура. Просто положить дрова рядом с кислородом мало, иначе все леса горели бы сами по себе.
Стоит убрать любую сторону треугольника — и огонь гаснет. Задул свечу: сбил горячие газы, температура у фитиля упала — конец. Накрыл горящую сковородку крышкой: перекрыл кислород — конец. Дрова прогорели дотла: кончилось топливо — конец.
Именно поэтому пожарные думают не «как убить огонь», а «какую сторону треугольника проще убрать в этом случае».
Горит вовсе не то, что ты думаешь
Вот неожиданное: воск свечи не горит. И дерево в костре, строго говоря, тоже горит не совсем так, как кажется.
Посмотри внимательно на свечу: пламя не касается воска, между ними есть промежуток. Происходит вот что. Тепло пламени плавит воск, жидкий воск поднимается по фитилю, как чай по салфетке, и на самом кончике фитиля превращается в пар. И горит именно этот пар — газ, а не жидкость и не твёрдый воск.
Проверить это просто. Задуй свечу и посмотри на белую струйку дыма: это и есть пар воска, который не успел сгореть.
С дровами то же самое. Нагреваясь, дерево выпускает горючие газы — они и дают длинные жёлтые языки пламени. Когда газы кончаются, остаётся уголь, и он уже светится без языков, просто краснеет.
Откуда у огня цвет
Жёлтый свет костра и свечи — это светятся раскалённые крупинки сажи. Крохотные частички несгоревшего углерода нагреваются в пламени до полутора тысяч градусов и начинают светиться, как спираль в старой лампочке.
Присмотрись к свече внимательнее: у самого фитиля пламя голубоватое, а выше — жёлтое. Внизу кислорода хватает, топливо сгорает полностью, сажи почти нет — и свет голубой. Выше кислорода уже не хватает, сажа появляется — и загорается жёлтым.
Поэтому газовая плита горит голубым: газ смешивается с воздухом заранее, сгорает начисто и сажи не даёт. Если конфорка вдруг стала жёлтой и коптит — значит, воздуха ей не хватает, и это повод позвать взрослого.
Самая горячая часть пламени свечи — не в середине, а по краям, где кислорода больше всего: там около 1400 °C. А в тёмной серединке, у самого фитиля, всего около 600–800 °C.
Как огонь гасят
Теперь, зная про треугольник, легко понять любой способ тушения.
Вода работает сразу с двух сторон. Во-первых, она забирает огромное количество тепла: чтобы превратить воду в пар, нужно очень много энергии, и эту энергию вода отнимает у пламени. Во-вторых, получившийся пар занимает места в 1600 раз больше, чем вода, и вытесняет воздух от очага.
Но водой можно тушить не всё. Горящее масло на сковороде водой заливать нельзя: масло легче воды, вода проваливается вниз, мгновенно вскипает и выбрасывает горящее масло вверх огненным облаком. Такую сковороду накрывают крышкой — то есть отсекают кислород.
Огнетушитель с углекислым газом тоже отсекает кислород: газ тяжелее воздуха и укрывает очаг одеялом. Порошковый огнетушитель делает похожее, только порошком. А лесные пожарные иногда убирают третью сторону треугольника — вырубают полосу леса, чтобы огню нечем было питаться.
Главное в трёх строчках
- Огонь — не вещество, а процесс: быстрое соединение топлива с кислородом с выделением тепла и света.
- Для огня нужны три вещи одновременно — топливо, кислород и высокая температура; убери любую, и пламя погаснет.
- Горит обычно не твёрдое тело, а газ, который из него испаряется, а жёлтый цвет пламени дают раскалённые крупинки сажи.