Oheň z pohľadu fyziky

  Skautská prax, Téma
8096

Oheň dokáže zničiť domy a všetok váš majetok za menej ako jednu hodinu. Dokáže premeniť celý les na kopu popola a obhoreného dreva. Je to tiež strach naháňajúca zbraň s takmer neobmedzenou možnosťou ničenia. Každá minca má však dve strany a nikomu z nás nenaháňa zapálený kahanec strach. Oheň poskytol praľuďom prvú možnosť, ako si zaobstarať prenosné teplo a svetlo, dal im možnosť upraviť chutné mamutie mäso na prvé rezne a sviečkovú.

Je veľmi potrebné, aby sme oheň dokázali ovládať, a tak predchádzať jeho ničivým účinkom – na to však musíme najskôr pochopiť, ako vlastne vzniká.

Ako to funguje

V prvom rade si treba uvedomiť, že oheň nie je hmota (nedá sa chytiť ani zavrieť do nádoby), je ho však vidieť. A to preto, lebo je súčasťou chemickej reakcie premeny hmoty, pri ktorej vzniká svetlo a teplo. Základné látky potrebné k priebehu tejto reakcie sú kyslík a nejaký druh paliva (drevo, benzín…). Pravdaže, ako ste si už mohli všimnúť, drevo nezačne horieť len preto, že je obklopené kyslíkom. Aby sa tak stalo, musíme najskôr dosiahnuť teplotu vznietenia predmetu, ktorý chceme spáliť. Preto, keď zakladáme oheň, musíme začínať s trieskami, a nie hneď s polenami. V trieskach je menej dreva, ktoré treba zahriať na cca 260°C, aby začali horieť. Ich použitím vám stúpa pravdepodobnosť, že si na družinovom výlete pochutnáte na upečených špekáčikoch. Potom, ako si všetko opečiete, pozrite sa, čo vám ostalo v ohnisku. Je to popol. Ten však nie je jediný produkt horenia. Počas reakcie sa do ovzdušia uvoľňuje CO2, škodlivé CO a veľké množstvo ďalších plynov v závislosti od toho, čo pálime. Ďalší produkt spaľovania je aj voda, ktorá však unikne do ovzdušia ako vodná para, preto sa nám ohnisko nikdy nepremení na malý bazénik.

„Človek je jediné zviera, ktoré je cítiť dymom.“ E. T. Seton

Prečo kamene nehoria

Prečo teda niektoré veci nehoria? Zoberme si pod drobnohľad kamene. V podstate je vysvetlenie veľmi jednoduché. Presne pre to isté prečo nehorí popol. Väčšina kameňov už raz totiž horela. Veď každý z vás iste vie, že kamene pochádzajú buď zo sopečnej činnosti, alebo boli hlboko pod zemskou kôrou pod vysokým tlakom a teplotou.
Otázka na zamyslenie: Prečo sa oheň môže hasiť vodou, keď voda je plná kyslíka? (odpoveď: lebo voda je tiež už výsledný produkt spaľovania)

Na Zemi aj vo vesmíre

Prečo plamene smerujú vždy hore? Teda – za bezvetria. Za všetko môže gravitácia. Všetky horúce plyny v plameni sú teplejšie (=> menej husté) ako okolitý vzduch. Preto sa aj teplý vzduch šíri vždy hore a studený sa tlačí dole, presne na tie miesta, kde sedíme na zemi v dekách a trasieme sa od zimy, aj keď vedľa nás plápolá táborák. Týmto spôsobom si oheň udržuje stálu dodávku čerstvého vzduchu, ktorý prinesie dostatok kyslíka na to, aby mohlo horenie ďalej prebiehať. Kozmonauti robili pokusy vo vesmírnej lodi a zistili, že v beztiažovom stave plamene vytvoria okolo knôtu sféru a po čase oheň prestane horieť, lebo v okolí knôtu nemá dostatok kyslíka.

Porovnanie tvaru a farby plameňa na zemi a vo vesmíre.

Na obrázku hore vidieť, že rozdiel nie je len v tvare plameňa, ale aj v jeho farbe. Prečo je teda plameň na sporáku modrý a plameň sviečky je na spodku modrý a postupne sa farby menia na oranžovú až žltú? Pravdepodobne mali kozmonauti na Medzinárodnej vesmírnej stanici v namiešanom vzduchu príliš veľa kyslíka. Farba plameňa totiž závisí od zloženia paliva (modrý plameň plynu na sporáku) ale aj od zloženia okolitého vzduchu.

Ako na hasenie

Ešte by sme si mali stručne vysvetliť, ako oheň bezpečne zahasiť. Teoreticky treba odstrániť aspoň jednu zložku, ktorá je nutná na priebeh reakcie – čiže teplo, kyslík alebo odobrať palivo. Bežné ohniská v prírode zalievame vodou (alebo inými tekutinami, že?). Tento spôsob nám ochladzuje horiace drevo, ktoré potom už nedosahuje spomínanú teplotu vznietenia. Čo ale spravíme s horiacou panvicou plnou oleja? Ak by ste sa pokúsili uhasiť takýto oheň plným pohárom vody, skončili by ste asi na pohotovosti s popáleninami celého tela. Horiace kvapôčky oleja by sa rozprskli do ovzdušia a popálili všetko v dosahu. V tomto prípade sa nesnažíme odobrať látke teplo, ale izolovať ju od kyslíka (napr. mokrou handrou, pokrievkou). Keď oheň nebude mať žiaden kyslík, tak samovoľne zhasne. Iste ste už skúšali zakryť sviečku skleneným pohárom. Po čase sa plameň začne zmenšovať a potom úplne zhasne. Tento spôsob hasenia sa používa aj na horiace elektrické rozvody, kde by použitie vody mohlo spôsobiť preskočenie iskry a smrť hasiča – pravdaže nie pokrievkou, ale práškovými hasiacimi prístrojmi na to určenými.

Takže založiť a uhasiť oheň už vieme. Hor sa teda na to! Už teraz sa teším, ako budem celá voňať (či smrdieť?) po týždňovom tábore, pretože ako povedal E. T. Seton : „Človek je jediné zviera, ktoré je cítiť dymom.“

Oheň.

ZDIEĽAŤ