Hvers vegna fer reykur af eldi upp en ekki niður?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvers vegna fer reykur af eldi upp en ekki niður?
Öll spurningin hljóðaði svona:

Hvers vegna fer reykur af eldi upp en ekki niður fyrst þyngdaraflið togar okkur niður?

Eins og fram hefur komið í fleiri svörum um eld á Vísindavefnum þá er eldur í raun rafsegulbylgjur sem við nemum sem ljós og hita. Í eldinum leynast hins vegar bæði svonefnd hvarfefni og myndefni. Hvarfefnin eru þau sem brenna og myndefni eru þau sem verða til við brunann, meðal annars rokgjörn gös og sótagnir sem myndast við ófullkominn bruna; þetta birtist okkur sem reykur.

Bruni er útvermið efnahvarf sem þýðir að því fylgir varmamyndun og hiti. Hitinn kemur sameindum í eldinum á hreyfingu og við það eykst þrýstingur í loftinu í eldinum; það þenst út og verður eðlisléttara. Loftið stígur því upp og ber með sér myndefnin, meðal annars reykinn. Kaldara loft í kringum eldinn er eðlisþyngra en heita loftið og sígur því niður þar sem heita loftið var áður. Þessi umskipti loftsins kallast hitauppstreymi eða einfaldlega uppstreymi. Við fyrstu sýn gæti virst sem þyngdaraflið verki ekki á efni í eldinum en ástæðan fyrir hitauppstreymi liggur einmitt í þyngdaraflinu. Þyngdaraflið togar nefnilega eðlisþyngra loftið niður og það veldur því að eðlisléttara loftið með öllum myndefnunum ýtist upp.

Eldur í þyngdarafli og þyngdarleysi (e. zero gravity) eða örþyngdarafli (e. microgravity) hefur mismunandi lögun og lit og brennslutíminn er einnig ólíkur. Eldur í þyngdarafli er að mestu gulur, appelsínugulur og rauður en blár neðst. Við bruna myndast koltvíildi (einnig nefnt koltvíoxíð, CO₂) sem ýtist upp frá eldinum vegna hitauppstreymis og súrefnið í fersku lofti sem berst niður heldur áfram að glæða eldinn.

Eldur í þyngdarleysi eða örþyngdarafli er hins vegar að mestu blár og kúlulaga og deyr fljótt. Ástæðan er eftirfarandi: Þegar eldur kviknar í þyngdarleysi myndast hiti og loftið og gösin (myndefnin) í eldinum þenjast út. Hér er hins vegar ekkert upp eða niður og því leita þessar sameindir í allar áttir út frá miðju eldsins. Ef reykur myndast við brunann sést hann sem kúlulaga ský sem þenst út eins og verið væri að blása upp reykfyllta blöðru. Við bruna í þyngdarleysi kemur að því að súrefnið í kringum eldinn klárast því ekki verða nægilega fljót skipti á koltvíildinu sem myndast og nýju súrefni; í þyngdarleysi er nefnilega ekkert hitauppstreymi. Koltvíildið sem myndast helst nálægt miðju eldsins og hindrar þannig aðkomu súrefnis að eldinum og og að lokum slökknar eldurinn.

Við bendum þeim sem vilja fræðast meira um efnið að þessi myndbönd:

Myndbönd:

• The fire in space - space candle - YouTube
• Strange New Form of Fire Seen Aboard the Space Station | NASA Science HD Video - YouTube

Heimildir:

• How Fire Works | HowStuffWorks. (Sótt 15.06.2018).
• Why does smoke come from a fire? | HowStuffWorks. (Sótt 15.06.2018).
• NASA - Fire Prevention in Space. (Sótt 15.06.2018).

Mynd:

Strange New Form of Fire Seen Aboard the Space Station | NASA Science HD Video - YouTube. (Sótt 15.06.2018).

...