¿Cuáles son las físicas del fuego? ¿Por qué es visible el fuego de la forma en que lo es? ¿Puede ocurrir una reacción química similar que no produzca los efectos de luz que vemos con el fuego?

Hay dos aspectos del fuego que lo hacen brillar.

Uno es, por supuesto, la temperatura del fuego. El fuego consiste en parte en gases que se han calentado mucho debido a las poderosas reacciones químicas que tienen lugar. Los gases mismos pueden ser emitidos por sustancias sólidas como resultado de la descomposición química debido al calor; Por ejemplo, si mantiene una coincidencia con algún papel, calienta el papel hasta el punto en que se descompone químicamente y produce gases inflamables. Estos gases luego se combinan con oxígeno en el aire, produciendo más calor, que descompone más papel. Los diversos gases producidos continúan combinándose aún más con el oxígeno a medida que se emiten.

Cualquier sustancia, cuando se calienta lo suficiente, emite luz visible, si puede hacerlo sin descomponerse y, por lo tanto, sus moléculas pueden vibrar. El espectro exacto de frecuencias de luz emitidas depende de la temperatura. Algunas llamas arden de manera casi invisible (por ejemplo, llamas producidas por muchos gases que arden en condiciones óptimas), porque sus moléculas no se mantienen fijas como parte de una sustancia sólida y no vibran como tales; más bien, solo se ionizan (pierden electrones) y luego emiten luz de un color característico cuando recuperan esos electrones.

Pero a menudo los gases producidos por la combustión se mezclan con especificaciones de hollín, y estas especificaciones de carbono brillan con un color que depende de su temperatura. Puede ver el mismo color si calienta una pieza de metal a la misma temperatura, por ejemplo.

Como la mayoría de la retórica política, la llama está hecha de aire caliente. E iones. Y a veces un poco de plasma.

Cuando algo arde, ya sea una vela, papel o una pieza de roble partida, lo que sucede es que el oxígeno en el aire se combina con productos químicos en el combustible, principalmente carbono y varios hidrocarburos, para formar un compuesto más estable, generalmente dióxido de carbono , el monóxido de carbono y varios productos de combustión se calientan lo suficiente como para elevarse, flotando sobre el aire más frío y más denso a su alrededor.

Si una llama ordinaria califica como plasma es en realidad bastante polémica. Déjame intentar aclarar:

Sí, la definición de plasma del libro de texto es gas ionizado. Pero CADA gas contiene iones, así que claramente, esa no es una definición viable por sí sola. Estoy tentado a decir que “el plasma es un gas completamente ionizado”, pero eso también es bastante rápido.

Una definición más estricta de plasma es un gas donde hay suficientes electrones e iones liberados para que actúen colectivamente, por ejemplo, al ser radioopacos. Sin embargo, eso también es un poco problemático.

Una vela ordinaria arde a menos de 1.500 ° C, demasiado fría para crear muchos iones. El resplandor que vemos no es un plasma incandescente, sino que es emitido por partículas de hollín incandescentes que se queman en el escape. Si bombea suficiente oxígeno a la llama de una vela, la combustión se completa y el brillo desaparece. Claramente, entonces, una llama de vela no es un plasma, aunque puede hacer esto:

Esta es una llama de vela que es desviada por un campo eléctrico. No es un plasma, solo un gas cargado. Según Coalition for Plasma Science, el hecho de que la carga pueda provenir de la producción de un pequeño número de iones no lo convierte en un plasma. La carga también podría provenir de la producción mecánica de hollín (fricción).

Las llamas de acetileno pueden alcanzar los 3.100 ° C, lo suficientemente calientes como para disociarse en su mayor parte en iones y, por lo tanto, formar un plasma.

Las llamas cotidianas de la quema de madera, carbón, gasolina, propano o gas natural generalmente no son lo suficientemente calientes como para actuar como un plasma.

¿Te gusta la ciencia? Puede que le guste mi muestra de ciencia ficción galardonada y gratuita.

Los antiguos griegos pensaban que el fuego, así como la tierra, el agua y el aire, eran elementos. Pero ahora, como sabemos, los elementos están definidos por la cantidad de protones que poseen las sustancias puras. El fuego está compuesto de diferentes sustancias, por lo que no es un elemento.

En general, el fuego es una mezcla de gases calientes. Las llamas, son producidas por una reacción química, llamada combustión. En cierto proceso de combustión, hay un estado, llamado punto de ignición, donde se producen las llamas. Las llamas consisten principalmente en monóxido de carbono (CO), vapor de agua (H20), oxígeno (O2) y nitrógeno (N2). Las llamas emiten calor y luz. Si las llamas están lo suficientemente calientes, los gases se ionizan y se convierten en otro estado de la materia: plasma.

Fuente: paráfrasis de ¿Cuál es el estado de la materia del fuego o la llama? ¿Es un líquido, sólido o gas? ¿Y de qué está hecho el fuego? creado por Anne Marie Helmenstine, Ph.D.

Espero que esto ayude.

El fuego es una reacción química oxidante que libera calor y luz. Las llamas reales que vemos que se mueven y brillan cuando algo arde son simplemente gases que todavía reaccionan y emiten luz. El fuego contiene sólidos, líquidos y gases. El fuego puede contener plasma, ya sea que exista un plasma en una llama, depende del material que se queme y de la temperatura. En su mayor parte, el fuego es una mezcla de gases calientes . Las llamas son el resultado de una reacción química, principalmente entre el oxígeno en el aire y un combustible (carbono), como la madera o el propano. Además de otros productos, la reacción produce dióxido de carbono, vapor, luz y calor. Si la llama está lo suficientemente caliente, los gases se ionizan y se convierten en otro estado de la materia: plasma. Quemar un metal, como el magnesio, puede ionizar los átomos y formar plasma. Este tipo de oxidación es la fuente de la luz intensa y el calor de una antorcha de plasma. La química de cada tipo de fuego es diferente. Son similares en la medida en que todos los incendios liberan energía almacenada en los combustibles, y si reciben suficiente oxígeno y tiempo suficiente, eventualmente producir dióxido de carbono y agua. Todos los incendios eventualmente se queman, a diferencia de los sólidos, líquidos y gases, que pueden existir indefinidamente en el mismo estado. Mientras hay una pequeña cantidad de ionización en un incendio ordinario, La mayor parte de la materia en la llama es un gas, por lo que la respuesta más segura para “¿Cuál es el estado de la materia del fuego?” es decir que es un gas. O bien, puede decir que es principalmente gas, con una menor cantidad de plasma.

¿Cuál es el estado de la materia del fuego o la llama?

¿Es el fuego un sólido, un líquido o un gas?

El fuego es una reacción química exotérmica. Cuando ciertas mezclas de productos químicos alcanzan una temperatura de activación, comienza la reacción. En el caso de incendio, la reacción produce suficiente calor para mantener la temperatura de activación y la reacción continúa hasta que se quede sin uno de los elementos de la mezcla.

La mezcla para el fuego es oxígeno y un material a base de carbono o hidrocarburos, como papel, carbón o gasolina.

Los gases liberados de la reacción (principalmente CO2 y algo de H2O) están lo suficientemente calientes y brillan intensamente, tal vez incluso para convertirse en un plasma ionizado. Esta es la llama que ves ( http://en.wikipedia.org/wiki/Flame ). Pero es posible que las brasas se quemen lentamente, de modo que una llama no sea realmente visible.

El fuego es la oxidación rápida de un material en el proceso químico exotérmico de combustión, liberando calor, luz y diversos productos de reacción. Los procesos oxidativos más lentos como la oxidación o la digestión no están incluidos en esta definición. El fuego es caliente porque la conversión del doble enlace débil en oxígeno molecular, O2, en los enlaces más fuertes en los productos de combustión, dióxido de carbono y agua libera energía. El fuego puede destruir su casa y todas sus posesiones en menos de una hora, y puede reducir un bosque entero a una pila de cenizas y madera carbonizada. También es un arma aterradora, con un poder destructivo casi ilimitado. El fuego mata a más personas cada año que cualquier otra fuerza de la naturaleza.

A2A: El fuego es una reacción química. Muchos tipos de reacción liberan calor y luz; El fuego está entre estos. Los tipos más comunes de fuego (leña, velas, petróleo) son muy similares a la reacción del metabolismo en nuestros cuerpos que procesa el azúcar. El azúcar requiere un catalizador para quemar. Nuestros cuerpos regulan el catalizador para evitar el sobrecalentamiento.

La reacción química del fuego implica la ruptura de enlaces químicos entre los átomos de las moléculas. La energía entró en la formación de los enlaces, y esa energía se libera cuando se rompe un enlace. Parte de la energía se destina a impulsar los átomos lejos unos de otros. Esa energía cinética es una forma de calor. El resto de la energía de enlace se irradia como fotones. La luz y el calor visibles (infrarrojos) son solo partes diferentes (pero adyacentes) del espectro electromagnético. Esta radiación es lo que hace que la llama sea visible y lo que hace sentir su calor a distancia.

El fuego es una reacción entre gases, generalmente (¿siempre?) Oxígeno con otro gas. Cuando la madera se quema, está involucrada en un círculo vicioso en el que el calor de la llama hace que la madera libere gas inflamable, que se enciende cuando se encuentra con la llama, lo que sostiene la llama, lo que a su vez calienta la madera y provoca más gas.

La llama está formada por el hecho de que el gas caliente es menos denso que el gas frío. El gas caliente, al ser menos denso, es empujado hacia arriba a través del gas frío por la presión atmosférica. Un fuego más grande que la llama de una vela baila caóticamente, aunque siempre en una deriva general hacia arriba. El caos ocurre cuando la corriente ascendente es lo suficientemente fuerte y lo suficientemente extendida horizontalmente para causar un flujo turbulento. Una descripción completa de esto se encuentra en la dinámica no lineal (teoría del caos).

El color de una llama varía de abajo hacia arriba. Puede ser azulado cerca de la base de la llama y más amarillo cerca de la parte superior. La mayoría de las llamas representan reacciones de múltiples etapas. Los enlaces que requieren menos energía para romperse son los primeros en desaparecer. Debido a la corriente ascendente, la primera etapa de reacción ocurre en la parte inferior. Cada tipo de enlace (esencialmente, cada pareja de tipos particulares de átomos en un enlace) libera longitudes de onda particulares, dando a cada etapa de reacción un color característico.

La parte más caliente de una llama está en su punta, no en su base. Por encima de la parte visible, puede ocurrir otra etapa de reacción que emite solo longitudes de onda infrarrojas, que son invisibles. No soy químico, así que si bien esto podría suceder en teoría, no estoy seguro de si lo hace.

Alguien más ha preguntado si alguna masa se convierte en energía (E = mc²). Sí, una pequeña cantidad. La energía requerida para formar un enlace químico agrega un poco de masa a la molécula, por lo que su peso es muy ligeramente mayor que el peso total de sus átomos. Esta masa se pierde cuando se rompe el enlace y se convierte de nuevo en energía.

La llama consiste en gases inflamables que reaccionan con el oxígeno. Si enciende un líquido, como alcohol o gasolina al fuego, el líquido se vaporiza, se mezcla con oxígeno y reacciona, emitiendo energía. En el caso de la mayoría de los sólidos, como la cera o la madera, el calor de la llama en realidad descompone las moléculas en diferentes compuestos, algunos de los cuales son gases inflamables, que luego se mezclan con oxígeno y reaccionan.

Cuando los gases reaccionan con el oxígeno, la energía de la reacción emite luz y calor, pero esa luz es generalmente azul (como en una estufa de gas). Las llamas anaranjadas se producen porque, cuando la reacción no recibe suficiente oxígeno, forma pequeñas partículas de carbono (también conocido como humo). Cuando el carbón se calienta lo suficiente, se ilumina en naranja, lo que le da a la vela el color.

Entonces, en resumen, la llama se clasificaría principalmente como una mezcla de gases calientes, con pequeñas partículas de carbono sólido allí. Todos son necesarios para crear las llamas que solemos ver.

El fuego es una reacción química continua que libera calor. Requiere cuatro elementos (conocidos como el tetraedro de fuego):

• Un combustible (Combustible mundano: madera, específicamente la celulosa y las ligninas que contiene. Combustible exótico: uranio finamente dividido).
• Un oxidante (Oxidante mundano: oxígeno. Oxidante exótico: trifluoruro de cloro).
• Una entrada de energía suficiente para iniciar la reacción (encender el combustible).
• Una serie autosostenible de reacciones químicas (es decir, suficiente energía liberada por la reacción para impulsar la reacción).

El fuego puede o no producir llama (considere la ascua humeante en una pipa de tabaco); y si bien libera los productos finales de la combustión, estos no necesariamente toman la forma de humo (considere una estufa de gas, que produce principalmente CO2).

El fuego se define como la oxidación rápida de un material combustible. Requiere calor, oxígeno u oxidante, en ausencia de oxígeno y de un material que pueda oxidarse o un material combustible. El último elemento de esto es una reacción química entre los elementos. El fuego emite energía en forma de calor y luz. Elimine el calor, el oxígeno, el material combustible o la reacción química y luego se apaga el fuego.

En función de lo que se está quemando, tiene un efecto directo sobre el color del fuego. Cuanto más completa sea la combustión, menos luz verá en el espectro visible. Un ejemplo sería el alcohol puro, la combustión es tan completa que hay muy poca luz visible. El alcohol quema muy limpio y completo y emite muy poca luz. Una chimenea o una fogata, la combustión no es tan completa, por lo que verá más luz naranja y amarilla. Los fuegos artificiales explotan diferentes metales o materiales y emite luz de varios colores. Puede tener una combustión tan completa que casi no se ve luz visible. Entonces, sí, puede tener combustión con poca luz visible, pero todavía está emitiendo radiación infrarroja, que realmente no podemos ver.

Cuando miras al fuego, estás viendo cómo ocurre una reacción química. Tiene oxígeno y combustible convirtiéndose en dióxido de carbono y agua, con algo de energía sobrante. Esta energía se divide en calor y fotones (luz), que observamos como fuego.

Imagínelo así:
De niño construyes una torre con tus bloques y pones la porcelana favorita de tu madre. Gravity quiere tirar de la porcelana al suelo, pero no puede debido a que eres una torre increíble y bien construida. Añade a tu hermano pequeño, que quiere destrozar tu torre. Tu hermano pone energía para destruir tu torre y luego la gravedad puede poner mucha más energía, rompiendo la porcelana

Cuando volvamos al fuego, tienen combustible y oxígeno que existen pacíficamente juntos. No se mezclan ni se queman de inmediato porque necesitas poner energía de Activación, de manera similar a cuando tu hermano viene y gasta energía para derribar tu torre. Pones energía con una chispa y sacas un montón de energía como fuego, como cuando la porcelana se rompe en el ejemplo anterior. Mirar un incendio es como ver cómo se rompe la porcelana. Lo que observamos es el proceso de destrucción de algo.

El fuego es gas lo suficientemente caliente como para incandescencia (es decir, emitir radiación de cuerpo negro, cuyo color se debe a su temperatura). (Por lo general, no es un plasma, aunque algunos fuegos muy calientes se ionizarán parcialmente). La química de la celulosa hace que se queme a alrededor de 1,000F, lo que emite una llama característica rojo-naranja. A veces hay azul cerca del fondo, donde hace más calor.

Además de la radiación del cuerpo negro, la estructura electrónica de algunos elementos y compuestos absorbe la energía, excitando los electrones a un nivel de energía más alto. Luego bajan los niveles de energía, emitiendo fotones de un color particular. El sodio da un color amarillo muy distintivo; los compuestos de cobre tienden al rango azul-verde, etc.

Una sustancia estable no arderá a temperatura ambiente; No hay suficiente energía de activación. Cuando se calienta lo suficiente, reaccionará con oxígeno en el aire (si está presente), formando compuestos con menor energía. La madera, por ejemplo, es principalmente celulosa (C6H10O5) n, que reacciona con O2 para formar CO2 y agua, ambos compuestos muy estables. Emite alrededor de 3.000 kJ / mol, lo que puede aumentar la temperatura de la celulosa a su alrededor. Cuando la energía emitida es suficiente para causar más reacciones, el fuego se sostiene por sí mismo. Si no, el fuego se apaga.

El papel se quema más fácilmente que la madera porque tiene un área de superficie alta, lo que le da fácil acceso al oxígeno. Una pila de papel no se quema tan bien, no mejor que la madera. Los hidrocarburos como los que se encuentran en la gasolina emiten más energía que la celulosa, porque carecen de oxígeno, y cuando se le proporciona oxígeno y un poco de calor, pueden quemarse muy rápidamente. Los hidrocarburos también son volátiles, exponiendo el combustible al aire de manera más efectiva: una cerilla arrojada a un tanque de gasolina líquida se quemará porque el líquido enfriará la cerilla y detendrá el fuego más rápido de lo que puede hacer que el hidrocarburo se queme.

Si se encuentra en un pozo de gravedad, el gas caliente tenderá a aumentar porque su densidad es menor que el aire frío que lo rodea. En caída libre, las llamas no se elevan. Es un experimento clásico, y ni siquiera necesitas ir al espacio para hacerlo:

http://quest.nasa.gov/space/teac …

El fuego es visible en la forma en que lo es porque casi todas las cosas que vemos arder contienen carbono. Debido a que el fuego consume oxígeno, en el centro de la mayoría de las llamas, el oxígeno es corto. Entonces, cuando las cosas se están quemando, el hidrógeno tiende a tomar el oxígeno primero y deja atrás el carbono, que fluye con el familiar color rojo anaranjado antes de que también se oxida. Quemar con abundante oxígeno no produce las llamas rojo anaranjado sino el azul del plasma: vea los motores a reacción en el quemador posterior o los quemadores Bunsen cuando esté en el modo rico en ozono. Y si las cosas no tienen carbono, se queman sin llama visible. Quemar hidrógeno es una zona completamente invisible de horrible destrucción.

No soy físico, así que te daré la respuesta del laico. El fuego es calor, combustible y oxígeno combinados en proporciones apropiadas para crear un ciclo autosostenible de reacción química exotérmica.

Si está tratando de hacer fuego o extinguirlo, debe comprender que el fuego necesita tres cosas:
Suficiente calor concentrado en un lugar para vaporizar el combustible.
Combustible: una sustancia que se combina químicamente con oxígeno en una reacción exotérmica.
Y aire u otra sustancia capaz de proporcionar una fuente de oxígeno.

Retire cualquiera de estas tres cosas y el fuego se apagará.

El calor proviene de la reacción química exotérmica.
La luz proviene de electrones que cambian su nivel de capa orbital. Esta es una forma en que los átomos arrojan calor.

Es posible tener oxidación (reacciones químicas exotérmicas) sin emitir luz. El óxido (oxidación de los átomos de hierro) es uno de esos ejemplos. El proceso es lo suficientemente lento como para que no haya suficiente calor para excitar a los electrones a sus posiciones más altas. Los electrones emiten luz solo cuando caen a un nivel inferior.

La misma reacción química a una velocidad más alta producirá una luz roja brillante. (Intente encender un poco de lana fina de acero con una batería de 9 voltios. Use anteojos de seguridad y guantes gruesos. Si lo intenta, hágalo afuera y no respire los humos. El resultado será un pequeño montón de óxido).

Es posible tener una reacción química que emite luz pero no calor. Las barras luminosas (que imitan a los animales fotoluminiscentes) son un ejemplo. Una vez más, los electrones que caen a un nivel de capa inferior emiten longitudes de onda específicas de luz. La reacción completa no es ni exotérmica ni endotérmica.

Generalmente se considera que el fuego es un plasma, lo que significa un gas ionizado caliente con electrones libres. Al ser un plasma, la forma de un fuego puede manipularse con imanes o cargas eléctricas.

El fuego es una reacción de oxidación / reducción. En pocas palabras, esto significa que los electrones se transfieren de una molécula a otra. En el caso de una estufa de gas, el metano se está oxidando (regalando sus electrones) y el oxígeno se está reduciendo (absorbiendo los electrones). En general, la reacción es CH4 + O2 -> 2H20 + CO2, pero es el proceso de transferencia de electrones lo que estás observando cuando ves una llama.

En cuanto a por qué algunas cosas se queman más fácilmente que otras, es porque esta transferencia de electrones es, en algunos casos, más fácil que en otros. Un buen ejemplo es la piel humana. ¿Cómo es que no solo estallamos en llamas? Debido a que la estructura electrónica de O2 (¡un radical libre!) En estado fundamental es tal que no puede intercambiar fácilmente sus electrones con nuestra piel. Los electrones tienen que estar alineados de una manera muy específica para reaccionar con el estado fundamental O2. Es termodinámicamente favorable pero cinéticamente muy lento.

Y las cosas pueden arder absolutamente a temperatura ambiente. Si mezcla suficiente metano con suficiente O2 a temperatura ambiente … ¡BOOM! fuego.

Hasta donde yo sé es plasma. Es decir, átomos que se calientan tanto que la capa externa de electrones se ha desvanecido de ellos y flota libremente entre los átomos que están “en llamas”. ¿De dónde sacas que el consenso es que no es plasma?

Como el fuego son electrones que están tan excitados que están libres del átomo solo para ser capturados por algún otro átomo poco después y luego caen al estado de energía más bajo posible y, por lo tanto, liberan fotones, la luz es necesariamente una parte del fuego, es decir, no se puede tener una llama sin que sea visible. Además, a diferencia de una naranja que no está en llamas o la luna, el fuego libera su propia luz en lugar de simplemente reflejar la luz que la golpea. Esto se puede mostrar al tener luz azul o lo que sea que golpee la llama, el color de la llama no cambia la forma en que lo hacen los objetos que reflejan la luz.

¿Puedes tener una forma de quemado que no haga llamas visibles? Por supuesto, su cuerpo trata de mantener una temperatura específica y cuando usa los músculos, etc., necesita energía y esa energía es esencialmente de enlaces químicos y produce el mismo efecto que el fuego sin ser realmente fuego: no hay llamas dentro de su cuerpo. Tampoco hay plasma en esta forma de quema.

He escuchado muchas explicaciones sobre la naturaleza del fuego, y descubrí que después de años de falta de intuición de “fuego”, este video de Feynman que (por supuesto) me abrió los ojos. Eso es todo, mira el video.

El fuego tiene un significado físico. El fuego no es una forma singular de energía, tiene calor, luz y, en cierta medida, sonido. Así que piense en una casa montada en 3 pilares, qué sucederá si se quita alguno de los pilares …… Espero poder aclararme …
Gracias A2A

El fuego es la oxidación de un material en un proceso químico exotérmico. Básicamente requiere tres componentes para que exista un incendio. Primero es el material a ser quemado, segundo es la fuente de ignición y tercero y lo más importante es el oxígeno. Normalmente se muestra en forma de un triángulo de Fuego (puedes buscarlo en Google), si alguno de los tres componentes del triángulo de fuego se corta, entonces el fuego se extinguirá. Hay cinco clases de incendios, es decir, clase (A, B, C, D, K)

¡Espero que esto ayude!