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 verbrandingsreactie. Verbranding verandert brandstof en zuurstof in kooldioxide en water. Energie is nodig om de reactie te starten, waardoor bindingen in de brandstof en tussen zuurstofatomen worden verbroken, maar veel er komt meer energie vrij wanneer atomen samen binden in kooldioxide en water.

Brandstof + zuurstof + energie → kooldioxide + water + meer energie

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

Waarom vuur heet is

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

Belangrijkste afhaalrestaurants: waarom is vuur heet?

• Vuur is altijd heet, ongeacht de brandstof die wordt gebruikt.
• Hoewel verbranding een activeringsenergie vereist (ontsteking), overtreft de netto afgegeven warmte de benodigde energie.
• Het verbreken van de chemische binding tussen zuurstofmoleculen absorbeert energie, maar het vormen van de chemische bindingen voor de producten (kooldioxide en water) geeft veel meer energie af.

Hoe heet is vuur?

Er is geen enkele temperatuur voor brand omdat de hoeveelheid afgegeven thermische energie afhankelijk is van verschillende factoren, waaronder de chemische samenstelling van de brandstof, de beschikbaarheid van zuurstof en het deel van de vlam dat wordt gemeten. Een houtvuur kan hoger zijn dan 1100 graden Celsius (2012 graden Fahrenheit), maar verschillende soorten hout branden bij verschillende temperaturen. Pijnboom produceert bijvoorbeeld meer dan twee keer zoveel warmte als spar of wilg. Droog hout brandt heter dan groen hout. Propaan in lucht brandt bij een vergelijkbare temperatuur (1980 graden Celsius), maar veel heter in zuurstof (2820 graden Celsius). Andere brandstoffen, zoals acetyleen in zuurstof (3100 graden Celsius), branden heter dan hout.

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

Heetste deel van een vlam

Het heetste deel van een vlam is het punt van maximale verbranding, dat is het blauwe gedeelte van een vlam (als de vlam zo heet brandt). De meeste studenten die wetenschapsexperimenten uitvoeren, moeten echter de bovenkant van de vlam gebruiken. Waarom? Dit komt omdat de warmte stijgt, dus de bovenkant van de kegel van de vlam is een goed verzamelpunt voor de energie. Ook heeft de kegel van de vlam een ​​redelijk constante temperatuur. Een andere manier om het gebied van de meeste hitte te bepalen, is door te zoeken naar het helderste deel van een vlam.

Leuk weetje: heetste en coolste vlammen

De heetste vlam ooit geproduceerd was op 4990 graden Celsius. Deze brand werd gevormd met behulp van dicyanoacetyleen als brandstof en ozon als oxidatiemiddel. Koel vuur kan ook worden gemaakt. Een vlam van rond 120 graden Celsius kan bijvoorbeeld worden gevormd met behulp van een gereguleerd lucht-brandstofmengsel. Omdat een koele vlam echter nauwelijks boven het kookpunt van water is, is dit type vuur moeilijk te onderhouden en gaat het gemakkelijk uit.

Leuke vuurprojecten

Leer meer over vuur en vlammen door interessante wetenschappelijke projecten uit te voeren. Leer bijvoorbeeld hoe metaalzouten de vlamkleur beïnvloeden door groen vuur te maken. Gebruik chemie om een ​​vuur te starten zonder lucifers te gebruiken. Zin in een echt spannend project? Probeer vuurademhaling eens.

Bron

• 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