Tomasz Rożek: Słońce płonie w świeczce

Czym jest ogień? Najkrótsza odpowiedź jest taka – ogień to widoczny efekt reakcji utleniania. Do jego powstania potrzebny jest tlen, paliwo i zapłon. Zapłonem może być zapalniczka albo zapałka, a paliwem drewno, węgiel, papier czy benzyna. To zresztą bez większego znaczenia, bo w każdym z tych paliw uwięzione jest Słońce. Rośliny od milionów lat przekształcają światło słoneczne w energię wiązań chemicznych. Węgiel powstał z roślin, gaz i ropa z organizmów żywych, które mniej czy bardziej bezpośrednio żywiły się roślinami.

Od co najmniej 800 tys. lat potrafimy panować nad ogniem. Nadal jednak nie do końca rozumiemy to skomplikowane zjawisko.

Ogień uwalnia tę słoneczną energię z wiązań chemicznych. Czasami w sposób niekontrolowany. Reakcja spalania może być bardzo szybka. Zdarza się, że zanim zdążymy zareagować, spalony zostaje dom albo ogromny obszar lasu. Czasami jednak zależy nam na gwałtownej reakcji spalania. Np. w silnikach, nie tylko rakietowych. W końcu gdyby nie gwałtowna reakcja spalania, nie działałyby nasze samochody. Tak, tak – one też są pośrednio zasilane energią słoneczną.

Płomienie mogą mieć różną temperaturę i różne kolory. Wszystko zależy od tego, co się spala i w jakich warunkach. Wielokolorowe eksplozje fajerwerków to nie żadna magia, lecz efekt precyzyjnego skomponowania mieszaniny związków chemicznych, które zmieniają barwę ognia. Możemy się o tym zresztą przekonać nie tylko w sylwestra. Płomień palącego się w kuchence gazu ma barwę niebieską, ale gdy posypiemy go odrobiną soli kuchennej, czyli chlorku sodu, drugi z tych pierwiastków zmieni kolor ognia na żółtopomarańczowy.


  • Strefa płomienia utleniającego

Jest bardzo słabo widoczna, ma barwę białofioletową. Dochodzi w niej do całkowitego spalenia się gazów wytworzonych w niższych partiach, takich jak wodór. Jest to możliwe, ponieważ w tej strefie znajduje się dużo tlenu. Na granicy widocznego płomienia uwalnia się najwięcej energii.

Temperatura: 1400 st. C

  • Strefa powstawania sadzy

W wewnętrznej części płomienia jest mało tlenu. Wskutek tego z paliwa powstają drobinki czystego węgla, czyli sadza. To z jej powodu płomień wokół knota jest ciemniejszy niż na zewnątrz.

Temperatura: 800–1200 st. C

  • Strefa spalania

Im dalej przesuwamy się w górę płomienia, tym większy jest dopływ tlenu. W tej strefie jest go wystarczająco dużo, by spalić wytworzoną bliżej knota sadzę. Może ona utlenić się całkowicie (wówczas brzeg płomienia jest przezroczysty) lub częściowo (płomień jest nieprzezroczysty, a świeca kopci).

Temperatura: 1200 st. C

  • Strefa rozkładu

Tu długie cząstki węglowodorów z paliwa rozpadają się na krótsze (np. metan i etan) oraz wodór. Płomień ma tu niebieską barwę – tak świecą podgrzane „kawałki” paliwa.

Temperatura: 800 st. C