Vuur is gevaarlijk. Het kan een heel bos of een huis terugbrengen tot een hoop as en verkoold hout. Maar tegelijkertijd is vuur buitengewoon nuttig. Het gaf mensen de eerste vorm van licht en warmte die ons in staat stelde om te koken, metalen gereedschappen te smeden en bakstenen te harden. Het is zeker een van de belangrijkste krachten in de menselijke geschiedenis. Maar wat is het precies?
In deze les gaan we in gesprek
De Griekse filosofie veronderstelde dat het heelal uit vier elementen bestond: vuur, water, aarde en lucht . Ook al kun je vuur voelen, ruiken en bewegen net zoals je dat kunt doen met water, aarde en lucht, vuur is iets heel anders.
Aarde, water en lucht zijn allemaal vormen van materie omdat ze zijn opgebouwd uit miljoenen en miljoenen atomen die bij elkaar zijn verzameld. Vuur is helemaal geen 'materie'. Het is een zichtbaar, tastbaar neveneffect van materie die van vorm verandert - het is een onderdeel van een chemische reactie.
Deze chemische reactie is VERBRANDING.
Vuur Driehoek
De brandstof moet worden verwarmd tot de ontstekingstemperatuur om verbranding te laten plaatsvinden. De reactie gaat door zolang er voldoende warmte, brandstof en zuurstof is. Dit staat bekend als de branddriehoek.
De vuurdriehoek illustreert de regel dat een vuur deze drie elementen nodig heeft om te ontsteken en te branden. De brand wordt voorkomen of gedoofd door een ervan te verwijderen. Een brand ontstaat natuurlijk wanneer de elementen in de juiste mix worden gecombineerd.
Heb je ooit vuur van kleur zien veranderen?
Welnu, vuur krijgt zijn kleur door twee dingen: temperatuur en chemische reactie (verbranding).
Zoals we eerder hebben geleerd, moet de brandstof, om verbranding te laten plaatsvinden, de ontbrandingstemperatuur bereiken en gaat de verbranding door als er voldoende brandstof, warmte en zuurstof is. Zodra de temperatuur heet genoeg wordt om de chemicaliën in de brandstof te laten reageren met zuurstof, resulteert dit in een kleurrijke reactie.
Rode vlam is de koelste vlam en de oranje kleur staat voor verzengende temperaturen.
Bij een houtvuur zijn de kleuren ook afkomstig van de stoffen die in de vlammen branden.
Structuur van de vlam
Een kaarsvlam heeft verschillende zones erin. Er zijn drie hoofdzones: gele, blauwe en donkere zone. De gele en blauwe zones zijn de vlam.
De pit is zo ontworpen dat de vlam bij de pit eindigt en de hoogte van de vlam beperkt.
Laten we even de tijd nemen om te begrijpen hoe de vlam brandt.
Door de hitte van de vlam smelt de was. De gesmolten was doorweekt de lont door capillaire werking, verdampt en wordt gas om te diffunderen in de lichtgevende zone waar het zuurstof vindt. Gasmoleculen fragmenteren en komen weer samen met zuurstof terwijl verbranding plaatsvindt.
De hitte van de vlam doet de was smelten; de gesmolten was doorweekt de pit (door capillaire werking), verdampt en wordt gas om te diffunderen in de lichtgevende zone waar het zuurstof vindt. Gasmoleculen fragmenteren en komen weer samen met zuurstof terwijl verbranding plaatsvindt. Dit proces wordt ondersteund door de constante toevoer van warmte. De temperatuur van het blauwe deel van de vlam moet meer dan 1.300°C zijn om de reactie in stand te houden.
Als een schotel boven de vlam wordt gehouden, wordt de bodem zwart. Deze zwarte deeltjes die op de schotel worden verzameld, zijn onverbrande deeltjes als gevolg van onvolledige verbranding van de was en staan bekend als roet.
Gebruik van vuur
De vroege ontdekking van vuur had tal van voordelen voor de vroege mens. Ze wisten zich te beschermen tegen het weer en wisten ook een geheel nieuwe manier van jagen te bedenken. Er is bewijs gevonden van vuur in grotten, wat suggereert dat het werd gebruikt om warm te blijven.
In moderne tijden zijn de gebruikelijke toepassingen van vuur:
