17:12 2024-02-21 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Focul este o reacție chimică - iată de ce Australia este perfect potrivită pentru aceasta

_ Focul este o reacție chimică – iată de ce Australia este foarte potrivită pentru aceasta

În ultimii 15 milioane de ani, Australia s-a uscat încet. După ce oamenii au sosit acum mai bine de 65.000 de ani, au învățat să folosească focul în avantajul lor. Astăzi, vremea incendiilor devine din ce în ce mai frecventă – iar incendiile urmează pe măsură ce lumea se încălzește. În această lună, în Victoria au izbucnit incendii, distrugând 46 de case, în timp ce Australia de Vest suferă un val de căldură și se pregătește pentru potențiale incendii.

Folosim foc controlat pentru alimente, industrie și multe alte utilizări. Dar ne temem atunci când este necontrolat. Pentru ceva atât de comun, nu este bine înțeles.

Focul este chimie — un set de reacții cunoscute sub numele de ardere. Iată ce înseamnă asta și de ce anumite părți din Australia sunt atât de potrivite pentru incendiu.

Pentru ca un incendiu să declanșeze, este nevoie de trei lucruri: combustibil, un agent oxidant și căldură.

În incendiile de vegetație, combustibilul este material vegetal, agentul de oxidare este oxigenul din atmosferă, iar căldura poate proveni de la fulgere sau de la focul însuși odată ce acesta pornește.

În primul rând, căldura trebuie să ajungă la combustibil. . Plantele sunt compuse în principal din celuloză (un polimer natural de carbohidrați pe care nu-l putem digera) și lignină (o hidrocarbură aromatică complexă), alături de alte molecule organice.

Dar moleculele mari, cum ar fi celuloza și lignina, nu ard. cu ușurință, spre deosebire de moleculele mici, cum ar fi propanul sau etanolul. Este nevoie de o sursă de căldură externă pentru a le face să ardă. Acesta este în mod normal sub formă de fulger, cauza majorității incendiilor mari de vegetație. Dar oamenii au adăugat și alte surse: o țigară sclipitoare, polizoare unghiulare sau scântei de la o linie electrică căzută.

Un pic de căldură suplimentară nu va face acest lucru. Dar când celuloza și lignina sunt încălzite la 300°C, începe piroliza și polimerii naturali încep să se descompună în molecule organice mici, care se evaporă rapid și formează un gaz.

La aceste temperaturi, acest gaz reacţionează rapid. cu oxigen în aer pentru a produce dioxid de carbon, vapori de apă și căldură. Aceasta este arderea.

Pe măsură ce arde, gazul devine suficient de fierbinte pentru a străluci, la fel ca orice particule solide din el. Când ne uităm la un foc de tabără, asta este ceea ce vedem: gaz care arde, particule strălucitoare.

Mulți cred că ruperea legăturilor chimice din combustibil este cea care produce căldură. Dar de fapt este opusul. Când rupem orice legătură chimică, căldura este absorbită. Se formează noi legături chimice care eliberează căldură - crearea de vapori de apă și dioxid de carbon.

Aceste legături nou formate sunt mai puternice decât legăturile din combustibilul de hidrocarburi, ceea ce înseamnă că căldura este eliberată în general. Atât de multă căldură încât piroliza este susținută, consumând mai mult combustibil și răspândind focul.

Materialul vegetal conține apă, precum și compuși organici.

Există un pic unic de chimie care are loc aici . Când căldura lovește pentru prima dată materialul vegetal, apa din interior începe să se încălzească. Dar apa are o capacitate extraordinar de mare de a stoca căldură.

Pe măsură ce apa se încălzește, începe să se evapore. Evaporarea este endotermă, adică absoarbe căldură. De aceea, îl folosim pentru a ne opri supraîncălzirea – ne bazăm pe transpirația care se evaporă de pe piele și să ia căldură cu ea.

Aceasta înseamnă că aveți nevoie de încă mai multă energie pentru a crește temperatura și a depăși proprietățile de absorbție a căldurii ale apei. Pentru ca piroliza să aibă loc, apa din materia vegetală trebuie să se evapore. Dacă încă mai există apă în frunze sau scoarță, aceasta nu va arde.

Pădurile și tufișurile Australiei se află în mare parte pe coasta de est, evitând interiorul arid. Dar nu pot evita aerul extrem de cald și uscat pe care îl produc deșerturile, mai ales în timpul verii.

Aerul cald poate reține o cantitate remarcabilă de apă. Capacitatea sa de a absorbi apă se dublează aproximativ la fiecare 10°C. Deci, aerul cald și uscat acționează ca un burete. Scurge apa din materia vegetală și o absoarbe.

Materialul vegetal provine în mare parte din copaci de gumă. Sutele noastre de specii sunt renumite dezordonate, aruncând scoarță, frunze și membre pe podeaua pădurii.

Frunzele de eucalipt conțin adesea cantități mari de uleiuri organice volatile. În condiții uscate, aceste frunze acționează ca un fluid natural de brichetă sau „material pre-pirolizat”.

Aceasta se datorează faptului că eucaliptelor le place focul. Focul șterge speciile concurente și poate declanșa germinarea gumei.

Când începe un incendiu de tufiș și începe să se răspândească, de obicei arde morții, așternutul uscat și ierburile, nu copacii mari vii cu multă apă.

Combustibilul uscat este un lucru. Dar un incendiu are nevoie de vânt pentru a se răspândi.

Zilele fierbinți din Australia sunt adesea vântoase, din cauza diferenței de temperatură dintre deșerturile fierbinți și oceanele reci. Dacă un fulger declanșează piroliza și declanșează un incendiu, vântul este cel care îl face să se răspândească.

Vântul oferă oxigen proaspăt frontului de foc, făcându-l mai intens. De asemenea, suflă aer cald uscat peste combustibil proaspăt înaintea frontului de foc, uscându-l. Dacă nu bate vânt, focul se răspândește mult mai încet.

Ce este nevoie pentru a pune capăt unui incendiu? Un foc mare se va arde în mod natural dacă nu mai este combustibil pentru el. Ploaia abundentă poate stinge un incendiu, deși cărbunii pot continua să mocnească și pot reporni focul dacă sosește din nou aerul uscat și fierbinte.

Pompierii fac spargeri pentru a încerca să înfometeze focul combustibilului său, pulverizează apă pentru a uda și răci combustibil sau aplicați agenți chimici, cum ar fi spuma de stingere a incendiilor, pentru a preveni intrarea oxigenului.

Dacă adăugăm din ce în ce mai mult dioxid de carbon în atmosferă, acesta reține mai multă căldură, ceea ce duce la zile mai calde. Mai multă căldură înseamnă că vremea de incendiu – condiții calde, uscate și cu vânt – este mai probabilă. Și asta înseamnă că arderea va fi mai probabilă în unele locuri. Sub schimbările climatice, există mai mult foc în viitorul nostru.

Acest articol este republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons. Citiți articolul original.

(Fluierul)

Inapoi