Waarom is vuur heet? Hoe heet is het?

Vuur is heet omdat thermische energie (warmte) vrijkomt wanneer chemische bindingen worden verbroken en gevormd tijdens een verbranding reactie. Verbranding verandert brandstof en zuurstof in kooldioxide en water. Energie is nodig om de reactie te starten, verbreking van bindingen in de brandstof en tussen zuurstofatomen, maar veel er komt meer energie vrij wanneer atomen aan elkaar binden tot kooldioxide en water.

Brandstof + zuurstof + energie → Kooldioxide + water + meer energie

Zowel licht als warmte komen vrij als energie. Vlammen zijn een zichtbaar bewijs van deze energie. Vlammen bestaan meestal van hete gassen. Sintels gloeien omdat de materie heet genoeg is om gloeiend licht uit te zenden (net zoals bij een kachelbrander), terwijl vlammen licht uitstralen van geïoniseerde gassen (zoals een tl-lamp). Vuurlicht is een zichtbare indicatie van de verbrandingsreactie, maar thermische energie (warmte) kan ook onzichtbaar zijn.

In een notendop: vuur is heet omdat de energie die is opgeslagen in brandstof plotseling vrijkomt. De energie die nodig is om de chemische reactie te starten is veel minder dan de energie die vrijkomt.

Belangrijkste punten: waarom is vuur heet?

Er is geen enkele temperatuur voor brand, omdat de hoeveelheid thermische energie die vrijkomt, afhankelijk is van verschillende factoren, waaronder de chemische samenstelling van de brandstof, de beschikbaarheid van zuurstof en het gedeelte van de vlam gemeten. Een houtvuur kan hoger zijn dan 1100 ° Celsius (2012 ° Fahrenheit), maar verschillende houtsoorten verbranden verschillende temperaturen. Zo produceert grenen meer dan twee keer zoveel warmte als sparren of wilgen en droog hout brandt heter dan groen hout. Propaan in de lucht verbrandt bij een vergelijkbare temperatuur (1980 ° Celsius), maar veel heter in zuurstof (2820 ° Celsius). Andere brandstoffen zoals acetyleen in zuurstof (3100 ° Celsius) branden heter dan welk hout dan ook.

De kleur van een vuur is een ruwe maat voor hoe heet het is. Dieprood vuur is ongeveer 600-800 ° Celsius (1112-1800 ° Fahrenheit), oranjegeel is ongeveer 1100 ° Celsius (2012 ° Fahrenheit), en een witte vlam is nog heter, variërend van 1300-1500 Celsius (2400-2700 ° Fahrenheit). Een blauwe vlam is de heetste van allemaal, variërend van 1400-1650 ° Celsius (2600-3000 ° Fahrenheit). De blauwe gasvlam van een bunsenbrander is veel heter dan de gele vlam van een kaars!

Het heetste deel van een vlam is het punt van maximale verbranding, dat is het blauwe deel van een vlam (als de vlam zo heet brandt). De meeste studenten die wetenschappelijke experimenten uitvoeren, krijgen echter te horen dat ze de bovenkant van de vlam moeten gebruiken. Waarom? Omdat de warmte stijgt, is de bovenkant van de vlamkegel een goed verzamelpunt voor de energie. Ook heeft de kegel van de vlam een ​​redelijk constante temperatuur. Een andere manier om het gebied met de meeste hitte te meten, is door te zoeken naar het helderste deel van een vlam.

De heetste vlam ooit geproduceerd was bij 4990 ° Celsius. Dit vuur is gevormd met dicyaanacetyleen als brandstof en ozon als oxidatiemiddel. Er kan ook koel vuur worden gemaakt. Er kan bijvoorbeeld een vlam rond 120 ° Celsius worden gevormd met behulp van een gereguleerd lucht-brandstofmengsel. Omdat een koele vlam echter nauwelijks boven het kookpunt van water komt, is dit type vuur moeilijk te handhaven en gaat het gemakkelijk uit.

Leer meer over vuur en vlammen door interessante wetenschappelijke projecten uit te voeren. Ontdek bijvoorbeeld hoe metaalzouten de vlamkleur beïnvloeden groen vuur maken. Gebruik chemie om een vuur starten zonder lucifers te gebruiken. Klaar voor een echt spannend project? Geven vuur ademen een poging.

• Schmidt-Rohr, K (2015). 'Waarom verbrandingen altijd exotherm zijn en ongeveer 418 kJ per mol O opleveren₂". J. Chem. Educ. 92 (12): 2094–99. doi:10.1021 / acs.jchemed.5b00333