Астрономија

Подметање пожара на хладној планети која је била пуна запаљивог гаса

Подметање пожара на хладној планети која је била пуна запаљивог гаса


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Шта би се догодило са хладном планетом која има велику количину запаљивог гаса, попут Нептуна, ако у њу бацимо мало ватре? Да ли ће изгорети, или би се пламен угасио због хладноће?


Спољни делови Нептуна су углавном водоник и хелијум. Постоје мале количине других гасова као што су метан, амонијак и водена пара. Међутим, кисеоника уопште нема.

Ако бисте понеки спољни слој Нептуна вратили на земљу и помешали га са нашим ваздухом, могао би да изгори. Чак и врло хладан водоник може да изгори (убрзо се загреје!) То се на Нептуну није могло догодити, јер ватри требају гориво и кисеоник да би сагорели.

Врло је мало вероватно да би било која планета имала велике количине горива и кисеоника у својој атмосфери. Кисеоник је врло реактиван и реаговаће са било којим запаљивим гасовима да би произвео (углавном) воду и угљен-диоксид. Кисеоник није стабилан у атмосфери водоника током милиона година. Ако кисеоник пронађемо у атмосфери планете, можемо бити прилично сигурни да нешто на планети јесте прављење то.


Небо у пламену: Хладни пламен Перзејевог молекуларног облака

Неке од највећих појединачних структура у галаксији су огромне тамне маглине, облаци гаса и прашине који су изузетно хладни у људском погледу и готово не емитују видљиву светлост. Они се називају џиновски молекуларни облаци - довољно су хладни да се атоми могу лепити и формирају сложеније молекуле - и толико су потпуно мрачни да смо склони да их видимо у силуети насупрот Млечном путу испуњеног звездама.

. нашим очима, тј. Видимо само уски појас читавог електромагнетног спектра. Али постоје и други делови, попут радио таласа, Кс-зрака, ултраљубичастог. Изградили смо телескопе и опремили их детекторима како бисмо видели ове друге врсте светлости које су многе у свемиру, јер су нам потребне да буду изнад наше атмосфере, која апсорбује те врсте светлости, чинећи их непрозирним за њих.

Још лоше астрономије

Свемирски телескоп Спитзер је један од њих. Деловао је 16 година пре него што су га буџетска ограничења искључила, и даље кружи око Сунца на путу који "вуче Земљу" који му омогућава да се полако удаљава од наше матичне планете. Дизајниран да види у инфрацрвеном зрачењу, посматрао је Универзум од оближњих астероида до галаксија на ивици видљивог Универзума удаљеног милијарду светлосних година.

Такође је видео много дивовских молекуларних облака. Иако су нам ове црне за очи, довољно су топле (мада и даље врло хладне) да сијају у инфрацрвеној мрежи. И кад их је Спитзер видео, то стварно видио сам их:

Слика свемирског телескопа Спитзер дела огромног молекуларног облака Персеј, оближње фабрике за стварање звезда. Заслуге: НАСА / ЈПЛ-Цалтецх

Тај комад величанствености је Персејев молекуларни облак, смештен врло отприлике 1000 светлосних година далеко у сазвежђу Персеја (можете ли погодити?) Ова слика приказује огроман комад неба преко 5 ° преко - десет пуних Месеца могао да стане преко њега.

Спитзерова слика Персејевог молекуларног облака постављена је на већи део неба у видљивом светлу, са обележеним сазвежђима. Маглина у његовом левом горњем углу је маглина Калифорнија, а испод ње је звездно јато Плејаде. Заслуге: НАСА / ЈПЛ-Цалтецх

Овај снимак је направљен рано у мисији након што је 2009. године нестало криогеног расхладног средства са течним хелијумом, а Спитзер је изгубио неколико својих најдужих таласних канала. Али када је направљена ова слика, и даље је могла да види на таласној дужини од 24 микрона, преко 30 пута дуже од најцрвеније светлости коју људско око може да види. На овој таласној дужини, погледом доминира прашина на око -150 ° Ц (-240 ° Ф). Прашина се састоји од ситних зрна стјеновитог материјала или дугих молекула угљеника, створених када звијезде умру, дувајући материјал у свемир. Боја на слици није стварна, само је претворена у боју коју можемо видети, тако да наранџаста изгледа као пламен, али је хладно пламен.

Спитзерова слика Персејевог молекуларног облака са неколико кључних карактеристика обележених. Заслуге: НАСА / ЈПЛ-Цалтецх и Пхил Плаит

На овој слици је видљиво неколико карактеристика у облаку. Светли чвор лево је ИЦ 348, врло младо јато звезда. Молекуларни облаци могу бити пуни подручја формирања звезда где је локална густина велика, могу се срушити под сопственом гравитацијом да би створили звезде. Најпознатији пример за то је маглина Орион, која се налази на блиској страни огромног молекуларног комплекса Орион. ИЦ 348 је вероватно стар само неколико милиона година, а већина звезда је мале масе попут Сунца. Да је у себи имао звезде велике масе, они би је осветлили попут божићног дрвца, а ово би било спектакуларно као маглина Орион. Уместо тога, углавном је скривен од нашег погледа, обавијен густом прашином.

Десно од њега је већи кружни прстен зван Барнард 3. О томе сам већ писао, у његовом средишту је масивна звезда ХД 278942, која дува ветар субатомских честица које снег успоравају материјал, стварајући тај прстен.

У инфрацрвеној светлости коју види свемирски телескоп Спитзер, НГЦ 1333 приказује обилне младе звезде расуте по његовом гасу. Заслуге: НАСА / ЈПЛ-Цалтецх / Р. А. Гутермутх (Харвард-Смитхсониан ЦфА)

На десној страни слике налази се још један гомила звезда назван НГЦ 1333. Опширно сам писао и о овом скупу (овде и овде). Препуна је младих, врућих звезда које избијају зрачење и гасове, урезујући и вајајући гас и прашину у молекуларном облаку око себе у бизарним и лепим облицима. На већој слици можете видети и прегршт других малих кластера испод НГЦ 1333.

Персејев молекуларни облак (у средини) у контексту ове слике из АКАРИ ФИС-овог инфрацрвеног истраживања на целом небу има попречних 36 °. Заслуге: Аладин / ИСИС / ЈАКСА

Молекуларни облаци попут овог могу потражити лавовски удео у стварању звезда у нашој галаксији, од којих неке рађају хиљаде и хиљаде звезда. Пазите, ова слика Спитзера је само део много већег комплекса гаса и прашине који видите можда 100 светлосних година раширеног облака дугог 500 светлосних година. Ови облаци су огромни и налазе се свуда у галаксији.

Често се питам да ли је Сунце рођено у оваквом облаку. Постоје и много мањи облаци, али они формирају звезде по много нижим брзинама, па изгледа прилично вероватно да смо негде попут Перзеја започели. То се догодило пре 4,6 милијарди година, а та маглина је до сада вероватно већ нестала, или можда на другој страни галаксије, тако да можда никада нећемо сазнати.

Али проучавање предмета попут ових дословно покушава да разуме одакле долазимо. То је једна од ствари због којих толико волим астрономију да желимо да знамо своје порекло и како смо настали.

А поврх тога, објекти које проучавамо су баш тако прелепи. То је нешто од чега се никада нећу уморити.


Да ли су током временских периода са више кисеоника у атмосфери ватре гореле брже / јаче?

Да. А током периода са нижим нивоом кисеоника, пожари су горели спорије или никако. Нека природна горива ће сагоревати при високим концентрацијама кисеоника, али не и ниским. Овај чланак испитује ове везе. Пожари у ствари могу деловати да стабилизују ниво атмосферског кисеоника. Ако се концентрација повећа, пожари ће брже горети и трошити вишак. Ако се концентрација смањи, пожари се успоравају и троше мање кисеоника, што омогућава концентрацији да поново порасте. Погледајте овај изврсни рад (ПДФ) да бисте сазнали више о овом и другим односима између ватре и климе, екологије, еволуције итд.

Дакле, то је баш попут свиња / дрвећа у наставцима Ендера?

Изгледа да знате о чему говорите. Ако имам ватру са истом врстом и количином дрва. Дакле, заправо се пали исто дрво у истој количини дрвета. Један гори на хладној температури, рећи ћу 20 степени. Није супер хладно, буба нам је хладна. Тада имам другу ватру од око 75 степени. Да ли хладноћа утиче на то како ватра гори? 3

Пожари у ствари могу деловати да стабилизују ниво атмосферског кисеоника. Ако се концентрација повећа, пожари ће брже горети и трошити вишак

Ако је ово истина, зашто је Калифорнија управо имала највећи пожар у стотинама година?

Емисије Ц02 су највеће у последњих 1000 година. Не би ли наш пожар био мањи, а не већи?

Апсолутно - заправо имамо тону фосилних доказа за пожаре током карбонске ере, када су и биомаса и атмосферски садржај кисеоника били високи. Ако погледате наслаге угља из тог времена, у њему постоји висок проценат угља. Неки од доказа заправо сугеришу да су пожари можда били редовна карактеристика карбонских шума.

У међувремену, на крају Перма, имали смо смањење атмосферског кисеоника што је допринело & куот; размаку угља & куот; заједно са смањеном биомасом од крајњег пермског изумирања.

Како је тачно именован карбонски период - да ли су ови пожари и високи нивои кисеоника директно остављали пуно угљеничног материјала око себе, или је случајност да су се догодили истовремено са другим процесима? (Чини ми се да се сећам да је то било због угља и других наслага остављених у то време, и питао сам се да ли сам & # к27м исправио и да ли постоји веза.)

Дакле, да ли то значи да са уношењем више ЦО2 у атмосферу повећањем шумских пожара и сагоревањем фосилних горива, значајно смањујемо количину О2 у атмосфери? И ако је то случај, можда је ово земаљски начин успоравања горења (од пожара услед чега ће се настављати сагоревање фосилних горива изазваних човеком)? И ако јесте, колики се пораст ЦО2 и пад О2 догодио до данас, или рецимо до 2100?

Мислио сам да направите дрвени угаљ, а ви покушавате да изузмете кисеоник спаљивањем у хумку земље или херметички затвореној пећи

Као што је речено, одговор је да. Интересантна последица коју још нисам видео да је поменута је да је Земља једино планетарно тело за које знамо на којем су пожари заправо могући. Ватра је редокс реакција, у којој се редуковани супстрат (дрво у случају шумског пожара) оксидује кисеоником у атмосфери. Дивљи део је тај што се само на Земљи редуковане подлоге и оксидисана атмосфера јављају заједно, а овде се то догађа само због живота. Фотосинтеза је одговорна за скоро 100% кисеоника који постоји на Земљи, а самим тим и цијанобактерије, биљке и алге су разлог зашто се ватра може догодити на нашој планети.

Остала тела могу бити или јако редукована или високо оксидисана, али не обоје. На пример, Сатурнов месец Титан прекривен је океанима течног метана. Ово би била опасна појава на Земљи, али на Титану нема оксиданса са којим би метан могао да реагује, па никада неће изгорети. С друге стране, Марс има оксидовану површину, али нема редуковане подлоге које би могле да сагоре чак и изложене кисеонику.

Чињеница да се ватра може догодити само на Земљи јер је живот произвео довољно кисеоника да промени састав целокупне наше атмосфере значи да су пожари веома добар кандидат за биосигнацију ако их можемо открити на другим световима. Једноставно не знамо ни на који начин да се појаве на беживотним планетама.

Да. НАСА је експериментисала са 100% кисеоником у свемирским капсулама, како би морала да испоручи мање азота, јер је слање ствари у орбиту изузетно скупо. Из овога су се променили, између осталих разлога, јер је у Аполло 1 почео пожар који је изгорео читаву кабину и надвисио је у року од пола минута.

То је мало сложеније од тога.

Реактивност кисеоника није у процентима од процента гаса који постоји. Ради се о томе & # к27с Парцијални притисак. То је притисак који врши само кисеоник у смеши гасова. То проналазимо множењем укупног притиска гаса са процентом кисеоника. Дакле, у нашој атмосфери парцијални притисак кисеоника се утврђује узимањем 14,7 пси (атмосферског притиска) * 21% (процента атмосфере који чини кисеоник) да би се добило 3 пси.

Током лета капсула је дизајнирана да садржи чисту атмосферу кисеоника при 5 пси. Виши него на земљи, али не драматично. То је учињено јер је омогућило да капсула буде лакша, јер је у свемиру требало да држи само 5 пси, а не 14,7 пси, а у атмосфери и резервоарима за складиштење капсуле има мање масе. 5 пси чистог кисеоника не представља значајну опасност од пожара. Прилично је слично ономе што добијете на земљи у нашој атмосфери.

Опасност је произашла из онога што сте морали учинити да бисте у капсулу добили чисто кисеоничко окружење.

Да би потиснули ваздух из капсуле и учинили га чистим кисеоником, притискали су га на већи од притиска околине. То је урађено на 16,7 пси. Више од 5 пута нормалног парцијалног притиска кисеоника.

Ово је невероватно опасно. Све врсте ствари које су обично незапаљиве обично ће експлодирати на овим нивоима кисеоника. Најважније у овом случају, чичак.

Нису имали инцидент користећи исти поступак за мисије Меркур и Близанци. Па су веровали да је сигурно.

Тест који је тог дана изведен за Аполо 1 подразумевао је притисак капсуле чистим кисеоником применом истих поступака као приликом лансирања.

Да су пронашли начин да у лету пређу на чисти кисеоник при 5 пси који није захтевао стартовање под чистим кисеоником под високим притиском, не би дошло до повећања ризика од пожара.


Да ли би „запаљиви лед“ могао бити кључ за откривање ванземаљског живота?

Проучавајући оно што је познато као „запаљиви лед“, истраживачи су открили да микроскопски мехурићи у чудном материјалу садрже живот. Ова открића би могла послужити за проналажење ванземаљског живота.

Запаљиви лед, познат и као метан хидрат, ствара се када се гас метан зароби у молекуларној структури леда. Лимови овог смрзнутог гаса и леда садрже микроскопске мехуриће уља и воде. У новој студији, научници који су проучавали „запаљиви лед“ у Јапанском мору пронашли су микроскопска жива бића унутар ових сићушних мехурића.

Истраживачи у овој студији дошли су до овог открића на јединствен начин. Током топљења хидрата за проучавање гаса метана који садржи, Глен Т. Снидер, истраживач са Универзитета Меији и водећи аутор нове студије, приметио је прашак са мало микроскопских сфероида у себи који је садржавао ситне сфере са тамним центрима. Налаз је био толико чудан да је Снајдер окупио тим да би даље истраживао.

„У комбинацији са осталим доказима које су прикупиле моје колеге, моји резултати су показали да је чак и под температурама близу смрзавања, при изузетно високим притисцима, са само тешком нафтом и сланом водом за изворе хране, живот цветао и остављао свој траг“ у овим малим мехурићи у „запаљивом леду“, Степхен Бовден са Школе геознаности Универзитета Абердеен у Шкотској, коаутор ове студије, наводи се у саопштењу.

Да би дошао до овог закључка, Бовден је користио аналитичке технике развијене на Универзитету у Абердеену које су посебно дизајниране за мале величине узорака. Користећи ове технике, Бовден је успео да покаже да се уље у овом јединственом материјалу разграђује у малом окружењу мехурића у запаљивом леду.

Па како ово дело информише потрагу за ванземаљским животом? "Познато је да метан у 'метан хидрату' настаје док микроби разграђују органску материју на морском дну. Али оно што никада нисмо очекивали је да микроби настављају да расту и производе ове сфероиде, све време док су изоловани у малим хладним тамним џеповима слане воде и нафте “, рекао је Снидер у изјави. "То сигурно даје позитиван завртањ хладним мрачним местима и отвара мучан траг о постојању живота на другим планетама."

„То сигурно мења моје размишљање о стварима“, додао је Боуден, размишљајући о томе шта би ово откриће могло значити за потрагу за животом на хладним егзопланетама. „Под условом да имају лед и мало топлоте, све те хладне хладне планете на ивици сваког планетарног система могле би да угосте мајушна микростаништа са микробима који граде своје„ звезде смрти “и праве своје мале атмосфере и екосистеме, баш као што смо овде открили . "

Ови налази били су детаљно наведени у раду објављеном 5. фебруара у часопису Сциентифиц Репортс.


Алжирски бршљан

Овај бршљан је посађен средином 1900-их, јер је брзорастући покривач тла који може брзо да покрије гола места на брдима и готово свуда другде. Његова инвазивност - чврсто се веже за површине попут зидова, ограда и дрвених ограда - учинила је да је неки презиру и сматрају је дубоко укорењеним коровом, који се шири и којег је тешко решити.


Осветљење прдећа у пламену: плави пламен

Људски флатус може садржати гас водоник и / или метан који су запаљиви. Ако су присутне довољне количине ових гасова, прдњак је могуће упалити. Имајте на уму да нису сви прдећи запаљиви. Иако флатус има велику ИоуТубе славу због стварања плавог пламена, испоставило се да само око половине људи у телу има археје (бактерије) које су неопходне за производњу метана. Ако не направите метан, можда ћете и даље моћи запалити прдеће (опасна пракса!), Али пламен ће пре бити жути или можда наранџасти него плави.


Терапија пушења и кисеоника

Ако особа на кисеонику попуши цигарету, неће експлодирати или чак планути. Пушење око кисеоника није нарочито опасно, што се тиче пожара. Међутим, постоје добри разлози за избегавање пушења ако сте ви или неко у близини на терапији кисеоником:

  1. Пушење производи дим, угљен моноксид и друге хемикалије, које смањују доступност кисеоника и иритирају респираторни систем. Ако је неко на терапији кисеоником, пушење је контрапродуктивно и штетно за његово здравље.
  2. Ако горући пепео падне са цигарете и почне да тиња, вишак кисеоника подстаћи ће пламен. У зависности од тога где пепео пада, можда има довољно горива за покретање значајнијег пожара. Кисеоник би толико погоршао ситуацију.
  3. За паљење цигарете потребан је извор паљења. Кисеоник би могао да изазове пламен упаљача или да упаљена шибица избије у неочекивано велики пламен, што доводи до опекотине на особи. Или би то могло довести до тога да спаљују запаљен предмет на потенцијално запаљиву површину. Пожари кисеоника се јављају у хитним службама, па је ризик присутан, иако донекле смањен у кућним условима.
  4. Ако се терапија кисеоником спроводи у болници, пушење је забрањено из више разлога. Поред негативних утицаја на пушаче по здравље, производи се пасивни дим који други могу да удахну. Плус остаци од пушења остају и након што се цигарета угаси, што чини собу нездравом за пацијенте који касније уђу.
  5. У медицинском окружењу могу бити присутни други гасови (нпр. Анестезија) или материјали који се могу запалити искром или цигаретом. Додатни кисеоник чини овај ризик посебно опасним, јер комбинација искре, горива и кисеоника може довести до озбиљног пожара или експлозије.

Кључна за понети: Кисеоник и запаљивост

  • Кисеоник не гори. Није запаљив, али је оксиданс.
  • Кисеоник напаја ватру, па је опасно користити око нечега што гори, јер ће тако помоћи да ватра гори много брже.
  • Пацијенти на терапији кисеоником који су пушачи неће пукнути или експлодирати ако пуше. Међутим, ризик од пожара или несреће је знатно повећан. А пушење негира неке од користи употребе кисеоника.

Примарни састојци

Финнеи открије три главна састојка за ватру. Прво је сагоревање, што је хемијска реакција горива са кисеоником која резултира сјајем, пламеном и ослобађањем топлоте. Затим долази до преноса енергије, зрачењем (ослобађањем топлоте) или конвекцијом (кретањем врућих гасова или течности). Трећи састојак је паљење нових горива на која наилази ослобођена енергија. „Свако с њима има отворена питања која су основна по природи“, каже Финнеи.

Недавне студије у Миссоули почеле су да откривају неке тајне физике пожара. Једна од највећих, последњих година, је улога конвекције. Откако су озбиљно започета истраживања пожара пре више од 70 година, научници су углавном претпоставили да је зрачење најважнији фактор ширења пожара. Идеја је била да је сагоревањем произведено зрачење, које је загревало и палило ново гориво. „Нико никада раније није проучавао структуру пламена“, каже Финнеи. А зашто би имали? Ако је зрачење - чиста и једноставна појава - довољно као објашњење, зашто се онда мучити са конвекцијом?

Али претпоставка да би зрачење било довољно запела је кад су Финнеи и други истраживачи почели извештавати о експериментима који показују да зрачење није довољно. Мале честице горива се нису успеле запалити када су биле изложене зрачењу на нивоима еквивалентним нивоима шумског пожара, што је заузврат навело истраживаче да погледају да ли је конвекција играла значајну улогу (2015. ПНАС 112 9833). Детаљни експерименти употребом брзих камера открили су структуре које вребају у ватри. Снимање је открило вртложне парове који се ротирају у супротним смеровима, присиљавајући пламен у обрасце усмерених врхова и доњих удубљења. Ови вртлози су деловали познато - у динамици флуида познати су као „парови вртлога Таилор – Гортлер“ и настају када турбулентна течност наиђе на конкавну границу. Вртлози помажу у објашњавању светлих пруга које се често примећују у пожарима (слика 1).

Финнеи и његов тим такође су открили да вртлози могу објаснити феномен који се примећује од шездесетих година прошлог века, у којем снажни рафали понекад избијају из водеће ивице пожара и захваћају околно окружење. У малим пожарима тај налет може бити само неколико центиметара у великим пожарима круне, може произвести рафалне пламене дуге десетине метара. Такви рафали могу бити смртоносни, посебно за храбре ватрогасце који покушавају да контролишу дивљу ватру. Њихова студија сугерише да је конвекција, а не зрачење, тајни састојак (или само један од њих) за потискивање ватре напред, али мораће да изврше још експеримената у већим размерама да би утврдили да ли тај закључак важи.


Садржај

Хемија

Пожари почињу када је запаљив или запаљив материјал, у комбинацији са довољном количином оксиданса, попут гаса кисеоника или другог једињења богатог кисеоником (иако постоје оксиданти који не садрже кисеоник), изложен извору топлоте или температури околине изнад тачка паљења смеше гориво / оксиданс и способна је да одржи брзину брзе оксидације која производи ланчану реакцију. Ово се обично назива ватрени тетраедар. Ватра не може да постоји без да су сви ови елементи на месту и у правим размерама. На пример, запаљива течност ће почети да гори само ако су гориво и кисеоник у правим размерама. Неким мешавинама горива и кисеоника може бити потребан катализатор, супстанца која се не троши када се дода у било којој хемијској реакцији током сагоревања, али која омогућава реактантима да лакше сагоревају.

Једном када се запале, мора се догодити ланчана реакција при којој пожари могу одржавати сопствену топлоту даљим ослобађањем топлотне енергије у процесу сагоревања и могу се ширити, под условом да постоји континуирано снабдевање оксидантом и горивом.

Ако је оксиданс кисеоник из околног ваздуха, присуство силе теже или неке сличне силе изазване убрзањем је неопходно да би се произвела конвекција која уклања производе сагоревања и доводи довод кисеоника у ватру. Без гравитације, пожар се брзо окружује сопственим производима сагоревања и неоксидирајућим гасовима из ваздуха, који искључују кисеоник и гасе ватру. Због тога је ризик од пожара у свемирској летјелици мали када се креће у инерцијалном лету. [6] [7] Ово се не односи ако се кисеоник доводи у ватру неким поступком који није термичка конвекција.

Ватра се може угасити уклањањем било ког елемента ватрогасног тетраедра. Узмите у обзир пламен природног гаса, на пример из горионика. Пожар се може угасити било чим од следећег:

  • искључивање довода гаса, чиме се уклања извор горива
  • покривајући пламен у потпуности, који пригушује пламен, јер сагоревање користи расположиви оксиданс (кисеоник у ваздуху) и помера га са подручја око пламена са ЦО2
  • наношење воде која уклања ватру из ватре брже него што ватра може да је произведе (слично, снажно пухање пламена истиснуће топлоту тренутно изгорелог гаса из његовог извора горива, на исти крај), или
  • наношење на пламен успориве хемикалије као што је Халон, која успорава саму хемијску реакцију све док брзина сагоревања не буде преспора да би се одржала ланчана реакција.

Супротно томе, ватра се појачава повећањем укупне брзине сагоревања. Методе за то укључују уравнотежење уноса горива и оксиданса у стехиометријске пропорције, повећање уноса горива и оксиданса у овој уравнотеженој мешавини, повећање температуре околине тако да сопствена топлота ватре може боље да одржи сагоревање или обезбеђивање катализатора, који није реактант у коме гориво и оксиданс могу лакше да реагују.

Пламен

Пламен је смеша реагујућих гасова и чврстих супстанци које емитују видљиву, инфрацрвену, а понекад и ултраљубичасту светлост, чији фреквенцијски спектар зависи од хемијског састава горућег материјала и међупродуката реакције. У многим случајевима, попут сагоревања органске материје, на пример дрвета, или непотпуног сагоревања гаса, ужарене чврсте честице зване чађа производе познати црвено-наранџасти сјај „ватре“. Ова светлост има континуирани спектар. Потпуно сагоревање гаса има тамноплаву боју због емисије једноталасног зрачења из различитих прелаза електрона у побуђеним молекулима формираним у пламену. Обично је укључен кисеоник, али сагоревање водоника у хлору такође ствара пламен, производећи хлороводоник (ХЦл). Друге могуће комбинације које производе пламен, међу многим, су флуор и водоник, те хидразин и азот тетроксид. Водоник и хидразин / УДМХ пламен су слично бледо плави, док сагоревање бора и његових једињења, процењених средином 20. века као високоенергетско гориво за млазне и ракетне моторе, емитује интензиван зелени пламен, што доводи до његовог неформалног надимка „Зелени змај“. .

Сјај пламена је сложен. Зрачење црног тела емитује се из чађи, гаса и честица горива, иако су честице чађе премале да би се понашале као савршена црна тела. Такође постоји емисија фотона од побуђених атома и молекула у гасовима. Велики део зрачења емитује се у видљивом и инфрацрвеном појасу. Боја зависи од температуре зрачења црног тела и од хемијског састава емисионих спектра. Доминантна боја у пламену мења се са температуром. Фотографија шумског пожара у Канади је одличан пример ове варијације. Близу земље, где се највише гори, ватра је бела, најтоплија могућа боја органског материјала уопште или жута. Изнад жуте регије боја се мења у наранџасту, која је хладнија, затим црвену, која је још хладнија. Изнад црвене регије, сагоревање се више не догађа, а негореле честице угљеника су видљиве као црни дим.

Уобичајена расподела пламена у нормалним гравитационим условима зависи од конвекције, јер чађа има тенденцију да се уздиже на врх општег пламена, као у свећи у нормалним гравитационим условима, чинећи је жутом. У микро гравитацији или нултој гравитацији, [8] као што је окружење у свемиру, више се не јавља конвекција, а пламен постаје сферичан, са тенденцијом да постане плавији и ефикаснији (иако се може угасити ако се не помера стално, као ЦО2 од сагоревања се не распршује тако лако у микро гравитацији и тежи да пригуши пламен). Постоји неколико могућих објашњења ове разлике, од којих је највероватније да је температура довољно равномерно распоређена да се чађа не ствара и долази до потпуног сагоревања. [9] Експерименти НАСА-е откривају да дифузни пламен у микро гравитацији омогућава да се више чађи потпуно оксидира након што се произведе од дифузијског пламена на Земљи, због низа механизама који се другачије понашају у микро гравитацији у поређењу са нормалним условима гравитације. [10] Ова открића имају потенцијалну примену у примењеној науци и индустрији, посебно у погледу ефикасности горива.

У моторима са унутрашњим сагоревањем предузимају се различити кораци за уклањање пламена. Метода углавном зависи од тога да ли је гориво уље, дрво или високоенергетско гориво као што је млазно гориво.

Типичне адијабатске температуре

Температура адијабатског пламена датог пара горива и оксиданса је она при којој гасови постижу стабилно сагоревање.

    –Дицијаноацетилен 4.990 ° Ц (9.000 ° Ф) - ацетилен 3.480 ° Ц (6.300 ° Ф) 2.800 ° Ц (5.100 ° Ф) - ацетилен 2.534 ° Ц (4.600 ° Ф) (ваздух - МАПП гас) 2.200 ° Ц (4.000 ° Ф) (ваздух – природни гас) 1.300 до 1.600 ° Ц (2.400 до 2.900 ° Ф) [11] (ваздух – парафин) 1.000 ° Ц (1.800 ° Ф)

Сваки природни екосистем има свој режим пожара, а организми у тим екосистемима су прилагођени или зависе од тог режима пожара. Ватра ствара мозаик различитих станишних делова, сваки у различитој фази сукцесије. [12] Различите врсте биљака, животиња и микроба специјализовале су се за експлоатацију одређене фазе, а стварањем ових различитих врста мрља, ватра омогућава постојање већег броја врста унутар пејзажа.

Наука о пожару је грана физичке науке која укључује понашање, динамику и сагоревање пожара. Примене науке о пожару укључују заштиту од пожара, истраживање пожара и управљање пожарима.

Фосилна евиденција пожара први пут се појављује успостављањем копнене флоре у периоду средњег ордовиција, пре 470 милиона година, [13] дозвољавајући акумулацију кисеоника у атмосфери као никада пре, док су нове хорде копнених биљака пумпале то као отпадни производ. Када се ова концентрација попела изнад 13%, дозвољавала је могућност пожара. [14] Вилдфире су први пут забележени у касним силурским фосилним записима, пре 420 милиона година, од фосила угљенисаних биљака. [15] [16] Осим контроверзног јаза у касном девону, од тада је присутан и дрвени угаљ. [16] Ниво атмосферског кисеоника уско је повезан са распрострањеношћу угља: очигледно је кисеоник кључни фактор у обиљу шумских пожара. [17] Ватра је такође постала све обилнија када су траве зрачиле и постале доминантна компонента многих екосистема, пре око 6 до 7 милиона година [18], ово потпаљивање је давало тиндер који је омогућавао брже ширење ватре. [17] Ови широко распрострањени пожари можда су покренули процес позитивних повратних информација, при чему су произвели топлију и сушнију климу погоднију за пожар. [17]

Способност контроле ватре била је драматична промена у навикама раних људи. Стварање ватре за стварање топлоте и светлости омогућило је људима да кувају храну, истовремено повећавајући разноликост и доступност хранљивих састојака и смањујући болести убијањем организама у храни. [19] Произведена топлота такође би помогла људима да се греју по хладном времену, омогућавајући им да живе у хладнијим климатским условима. Fire also kept nocturnal predators at bay. Evidence of cooked food is found from 1 million years ago , [20] although fire was probably not used in a controlled fashion until 400,000 years ago. [21] There is some evidence that fire may have been used in a controlled fashion about 1 million years ago. [22] [23] Evidence becomes widespread around 50 to 100 thousand years ago, suggesting regular use from this time interestingly, resistance to air pollution started to evolve in human populations at a similar point in time. [21] The use of fire became progressively more sophisticated, with it being used to create charcoal and to control wildlife from 'tens of thousands' of years ago. [21]

Fire has also been used for centuries as a method of torture and execution, as evidenced by death by burning as well as torture devices such as the iron boot, which could be filled with water, oil, or even lead and then heated over an open fire to the agony of the wearer.

By the Neolithic Revolution, [ потребан навод ] during the introduction of grain-based agriculture, people all over the world used fire as a tool in landscape management. These fires were typically controlled burns or "cool fires", [ потребан навод ] as opposed to uncontrolled "hot fires", which damage the soil. Hot fires destroy plants and animals, and endanger communities. This is especially a problem in the forests of today where traditional burning is prevented in order to encourage the growth of timber crops. Cool fires are generally conducted in the spring and autumn. They clear undergrowth, burning up biomass that could trigger a hot fire should it get too dense. They provide a greater variety of environments, which encourages game and plant diversity. For humans, they make dense, impassable forests traversable. Another human use for fire in regards to landscape management is its use to clear land for agriculture. Slash-and-burn agriculture is still common across much of tropical Africa, Asia and South America. "For small farmers, it is a convenient way to clear overgrown areas and release nutrients from standing vegetation back into the soil", said Miguel Pinedo-Vasquez, an ecologist at the Earth Institute’s Center for Environmental Research and Conservation. [24] However this useful strategy is also problematic. Growing population, fragmentation of forests and warming climate are making the earth's surface more prone to ever-larger escaped fires. These harm ecosystems and human infrastructure, cause health problems, and send up spirals of carbon and soot that may encourage even more warming of the atmosphere – and thus feed back into more fires. Globally today, as much as 5 million square kilometres – an area more than half the size of the United States – burns in a given year. [24]

There are numerous modern applications of fire. In its broadest sense, fire is used by nearly every human being on earth in a controlled setting every day. Users of internal combustion vehicles employ fire every time they drive. Thermal power stations provide electricity for a large percentage of humanity.

The use of fire in warfare has a long history. Fire was the basis of all early thermal weapons. Homer detailed the use of fire by Greek soldiers who hid in a wooden horse to burn Troy during the Trojan war. Later the Byzantine fleet used Greek fire to attack ships and men. In the First World War, the first modern flamethrowers were used by infantry, and were successfully mounted on armoured vehicles in the Second World War. In the latter war, incendiary bombs were used by Axis and Allies alike, notably on Tokyo, Rotterdam, London, Hamburg and, notoriously, at Dresden in the latter two cases firestorms were deliberately caused in which a ring of fire surrounding each city [ потребан навод ] was drawn inward by an updraft caused by a central cluster of fires. The United States Army Air Force also extensively used incendiaries against Japanese targets in the latter months of the war, devastating entire cities constructed primarily of wood and paper houses. The use of napalm was employed in July 1944, towards the end of the Second World War [26] although its use did not gain public attention until the Vietnam War. [26] Molotov cocktails were also used.


Researchers Analyze the Evolving Human Relationship with Fire

Humanity's relationship to fire –– including wildfires, burning of fossil fuels, controlled burns, and human-caused fire –– is the focus of a report by an international team of scientists. The team was organized by UC Santa Barbara's National Center for Ecological Analysis and Synthesis (NCEAS).

Fire, both friend and foe, is a controversial force in the world. The team of 18 researchers analyzed the history and possible future of our ever-changing relationship with fire in an article published today in the Journal of Biogeography. The article is titled, "The Human Dimension of Fire Regimes on Earth."

"The value of this study is that it presents a critical assessment of the diversity of human uses of fire, from tamed landscape fire, to agricultural fire, to industrial fire," said Jennifer K. Balch, postdoctoral associate at NCEAS and second author on the paper. "Human use and misuse of fire has been so prevalent in our evolutionary history, and the evolution of cultures, that we've forgotten how dominant a force fire really is."

The research team noted that wildfires are often viewed as major disasters, and there is concern that climate change will increase their incidence. However, it is difficult to consider the true impact of past or future wildfires without understanding their place in natural and human history, about which much is unknown.

The researchers offer a historical framework to help other researchers, as well as managers, to develop a context for considering the relationships humans have with fire. This framework is key to planning for future fire risk and understanding the role of fire in natural ecosystems, according to David M. J. S. Bowman, lead author and professor at the School of Plant Science, University of Tasmania.

"There are often needless debates about whether or not fire has any place in flammable landscapes," Bowman said. "These debates are not helpful because of the intertwined relationships among humans, landscapes, and fire throughout human history, which blur any distinction between natural and human-set fires."

The researchers' analysis recognizes four fire phases:

Natural fires that occur without human influence.

Tame fire used by hunter-gatherers to manage landscapes for game and wild food production.

Agricultural fire used to clear land, grow food, and burn fallow.

Industrial fire to power modern societies that have switched from using living to fossilized plants as the primary fuel.

All these phases still occur today. The researchers explain that this remarkable diversity of human uses of fire, albeit imperfectly controlled, has powered all cultures. However, the problem is that the excessive combustion of fossil fuels is driving climate change. "Our fossil-fuel-dependent economy is yet another extension of our dependence on combustion," Balch said. "We have effectively put fire in a box." The result of massive dependence on this one use of fire may ultimately overwhelm human capacities to control landscape fire, given more extreme fire weather and more production of fuels, according to the researchers.

Considering Earth's fire history before human influence also offers great insights into the flammable planet we have inherited, according to the team. "Unraveling the nature of fire before any human influence is an important element of the current debate," said co-author Andrew C. Scott, professor in the Department of Earth Sciences, Royal Holloway, University of London. "Some only see fires in terms of human causation and impact. Understanding the ways that humans have and are altering natural wildfire systems has profound political and economic significance."

The research highlights the fact that understanding the relative influences of climate, human ignition sources, and cultural practices in particular environments is critical to the development of sustainable fire management to protect human health, property, ecosystems, and diminish greenhouse gas pollution. "Fire is such a defining feature of humans, and we are the only animals that use fire," Bowman said. "We could have been called Homo igniteus as much as Homo sapiens."

With future climate change all of us may have to confront wildfire –– even if we do not do so now –– so understanding human's relationship with fire will be important for all of us, according to Balch. "Companion with changing climate, human ignitions are also changing therefore, it is imperative that we better understand the human relationship to fire," she said.

NCEAS is funded by the National Science Foundation.

Top photo: View of Canada's 2003 Okanagan Mountain Park Fire from McCulloch Road, with Harvest Golf Club in the foreground.
Credit: Wenda Pickles/ Library and Archives Canada

†† Middle photo: Smoke plume from a deforestation fire in the Amazon's expanding agricultural frontier.
Credit: Jennifer K. Balch, 2006



Коментари:

  1. Dokora

    Нисте у праву. Сигуран сам. Предлажем да разговарамо о томе. Пошаљите ме у пм.

  2. Nolan

    Да стварно. Све горе је испричало истину. Хајде да разговарамо о овом питању.

  3. Rechavia

    And it is not like that))))

  4. Tulkis

    Каква луда мисао?

  5. Talehot

    Овде заправо изложбени простор који то

  6. Deogol

    Много ми се допало, нисам ни очекивао.



Напиши поруку