¿Por qué no ' t aumentar la temperatura de algo como madera o papel les prende fuego?
On diciembre 31, 2020 by adminImagina que tenemos un libro de papel. Si ponemos esto en una sartén y aumentamos su temperatura, este libro no se incendiará. Si, por otro lado, el libro interactúa directamente con esta fuente de calor, se incendia. ¿Cuál es la diferencia entre estas dos situaciones?
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Antes de responder a su pregunta, es importante comprender cómo se produce la ignición de un material sólido. Para los combustibles que contienen hidrógeno y carbono como el papel, la ignición es un fenómeno de fase gaseosa. No es el sólido en sí lo que se enciende. Antes de que un material sólido pueda encenderse, debe convertirse parcialmente en un gas volátil (combustible). Esto generalmente requiere calor. Son los gases combustibles en la superficie del sólido los que realmente se encienden, no el sólido en sí. El proceso de descomposición de un sólido para generar gas combustible se llama pirólisis. Los productos gaseosos inflamables de la pirólisis deben mezclarse con oxígeno (aire) en la proporción adecuada para estar en lo que se denomina rango inflamable.
La ignición de la mezcla de gas / aire producida al calentar el papel puede ocurrir de dos formas. Si continúa aumentando la temperatura de la mezcla, puede alcanzar lo que se llama su temperatura de auto (auto) ignición y encenderse. Este sería el mecanismo para el libro en una sartén caliente. Alternativamente, exponerlo a una fuente de ignición piloto, como una llama o arco externo, también puede encender la mezcla. Ese sería tu libro rodeado de aire y expuesto a una llama. La temperatura de la mezcla a la que esto ocurre se llama temperatura de ignición pilotada o temperatura de ignición instantánea. En términos generales, la temperatura de encendido piloto (flash) es menor que la temperatura de encendido automático (auto).
Volviendo al papel y a su libro, @StudyStudy mencionó Fahrenheit 451. Ese (233 C) resulta ser el temperatura de autoencendido (auto) del papel, popularizada por el libro del mismo nombre. La prueba original utilizada para determinar la temperatura proviene de ASTM 1929 “Método de prueba estándar para determinar las temperaturas de ignición de los plásticos”, aunque la prueba no se limita a los plásticos. La temperatura de ignición pilotada (flash) usando la prueba ASTM es de aproximadamente 177 C, que es menor que la temperatura de ignición automática.
Ahora consideremos tu libro en una bandeja. Dado que no hay llama ni arco sobre la sartén, cualquier ignición que pudiera ocurrir sería auto (auto) ignición. Todas las demás cosas consideradas, como se indicó anteriormente, la autoignición requiere que el gas esté a temperaturas más altas que la ignición que involucra una fuente piloto (llama o arco). Además, el calentamiento se produce en la superficie inferior del libro. Gran parte de este calor se conduce desde la superficie calentada hacia la masa del libro por conducción de calor, así como hacia el aire circundante por convección. La mayoría de los productos gaseosos de pirólisis que se pueden producir en el fondo no se mezclan con el aire, que es esencial para la ignición. El aire circundante sobre la sartén diluye los productos gaseosos que escapan por la superficie del fondo. Lo que probablemente obtendrá es un libro con el fondo carbonizado pero sin encendido en llamas.
Si el libro está rodeado de aire sometido a una llama externa, la temperatura de la llama mucho más alta puede provocar rápidamente tanto la pirólisis (descomposición térmica) como la ignición de los vapores resultantes.
Espero que esto ayuda.
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- También debe tenerse en cuenta que algunas partes de la llama estarán más calientes que la sartén , incluso ignorando todas las demás consideraciones.
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La sartén comienza a temperatura ambiente, digamos 20 ° C. La llama de gas comienza alrededor de los 2000 ° C. La temperatura de ignición del papel es de aproximadamente 200 ° C.
Por lo tanto, la llama puede encender el papel de inmediato, pero la sartén no puede hacerlo de inmediato porque debe calentarse. La sartén puede encender el papel si la llama puede calentar la sartén y el papel a la temperatura de ignición. Sin embargo, dependiendo de la sartén, es posible que la sartén no se caliente a la temperatura de ignición del papel si pierde calor lo suficientemente rápido al aire circundante.
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