El fuego está caliente porque la energía térmica (calor) se libera cuando los enlaces químicos se rompen y se forman durante un combustión reacción. La combustión convierte el combustible y el oxígeno en dióxido de carbono y agua. La energía es requerido para comenzar la reacción, rompiendo enlaces en el combustible y entre átomos de oxígeno, pero mucho se libera más energía cuando los átomos se unen en dióxido de carbono y agua.
Combustible + Oxígeno + Energía → Dióxido de carbono + Agua + Más energía
Tanto luz como calor son liberados como energía. Las llamas son evidencia visible de esta energía. Las llamas consisten principalmente de gases calientes. Las brasas brillan porque la materia está lo suficientemente caliente como para emitir luz incandescente (como un quemador de estufa), mientras que las llamas emiten luz de gases ionizados (como una bombilla fluorescente). La luz del fuego es una indicación visible de la reacción de combustión, pero la energía térmica (calor) también puede ser invisible.
Por qué el fuego es caliente
En pocas palabras: el fuego está caliente porque la energía almacenada en el combustible se libera repentinamente. La energía requerida para comenzar la reacción química es mucho menor que la energía liberada.
Conclusiones clave: ¿Por qué está caliente el fuego?
- El fuego siempre está caliente, independientemente del combustible que se utilice.
- Aunque la combustión requiere energía de activación (ignición), el calor neto liberado excede la energía requerida.
- Romper el enlace químico entre las moléculas de oxígeno absorbe energía, pero formar los enlaces químicos para los productos (dióxido de carbono y agua) libera mucha más energía.
¿Qué tan caliente es el fuego?
No hay una temperatura única para el fuego porque la cantidad de energía térmica que se libera depende de varios factores, incluida la composición química del combustible, la disponibilidad de oxígeno y la porción de la llama Medido. Un fuego de leña puede exceder los 1100 ° Celsius (2012 ° Fahrenheit), pero diferentes tipos de leña se queman a diferentes temperaturas. Por ejemplo, el pino produce más del doble de calor que el abeto o el sauce y la madera seca arde más caliente que la madera verde. El propano en el aire arde a una temperatura comparable (1980 ° Celsius), pero mucho más caliente en oxígeno (2820 ° Celsius). Otros combustibles como el acetileno en oxígeno (3100 ° Celsius) arden más caliente que cualquier madera.
El color de un fuego es un indicador aproximado de lo caliente que está. El fuego rojo intenso es de aproximadamente 600-800 ° Celsius (1112-1800 ° Fahrenheit), el amarillo anaranjado es de aproximadamente 1100 ° Celsius (2012 ° Fahrenheit), y una llama blanca está aún más caliente, oscilando entre 1300-1500 Celsius (2400-2700 ° Fahrenheit). Una llama azul es la más caliente de todas, que van desde 1400-1650 ° Celsius (2600-3000 ° Fahrenheit). ¡La llama de gas azul de un mechero Bunsen es mucho más caliente que la llama amarilla de una vela de cera!
La parte más caliente de una llama
La parte más caliente de una llama es el punto de máxima combustión, que es la porción azul de una llama (si la llama se quema así de caliente). Sin embargo, a la mayoría de los estudiantes que realizan experimentos de ciencias se les dice que usen la parte superior de la llama. ¿Por qué? Como el calor aumenta, la parte superior del cono de la llama es un buen punto de recolección de energía. Además, el cono de la llama tiene una temperatura bastante constante. Otra forma de medir la región de más calor es buscar la porción más brillante de una llama.
Dato curioso: las llamas más calientes y frescas
La llama más caliente jamás producida fue a 4990 ° Celsius. Este fuego se formó utilizando dicianoacetileno como combustible y ozono como oxidante. También se puede hacer fuego frío. Por ejemplo, se puede formar una llama alrededor de 120 ° Celsius usando una mezcla regulada de aire-combustible. Sin embargo, dado que una llama fría apenas alcanza el punto de ebullición del agua, este tipo de fuego es difícil de mantener y se apaga fácilmente.
Proyectos divertidos de fuego
Aprenda más sobre fuego y llamas realizando interesantes proyectos de ciencias. Por ejemplo, aprenda cómo las sales metálicas afectan el color de la llama al haciendo fuego verde. Usa la química para encender un fuego sin usar fósforos. ¿Listo para un proyecto realmente emocionante? Dar una prueba de fuego.
Fuente
- Schmidt-Rohr, K (2015). "Por qué las combustiones son siempre exotérmicas, produciendo alrededor de 418 kJ por mol de O2". J. Chem Educ. 92 (12): 2094–99. doi:10.1021 / acs.jchemed.5b00333