Perché ' non aumenta la temperatura di qualcosa come il legno o la carta da fuoco?
Su Dicembre 31, 2020 da adminImmagina di avere un libro di carta. Se lo mettiamo in una padella e ne aumentiamo la temperatura, questo libro non prenderebbe fuoco. Se invece il libro interagisce direttamente con questa fonte di calore, prende fuoco. Qual è la differenza tra queste due situazioni?
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Risposta
Prima di rispondere alla tua domanda, è importante capire come avviene laccensione di un materiale solido. Per i combustibili che contengono idrogeno e carta simile al carbonio, laccensione è un fenomeno in fase gassosa. Non è il solido stesso che si accende. Prima che un materiale solido possa incendiarsi, deve essere parzialmente convertito in un gas volatile (combustibile). Questo generalmente richiede calore. Sono i gas combustibili sulla superficie del solido che effettivamente si infiamma, non il solido stesso. Il processo di decomposizione di un solido per generare gas combustibile è chiamato pirolisi. I prodotti gassosi infiammabili della pirolisi devono essere miscelati con lossigeno (aria) nel giusto rapporto per rientrare in quello che viene chiamato lintervallo di infiammabilità.
Laccensione della miscela gas / aria prodotta dal riscaldamento della carta può avvenire in due modi. Se continui ad aumentare la temperatura della miscela, questa potrebbe raggiungere quella che viene chiamata la sua temperatura di auto (auto) accensione e prendere fuoco. Questo sarebbe il meccanismo per il libro su una padella riscaldata. In alternativa, esponendolo a una fonte di accensione pilota, come una fiamma o un arco esterno, può anche accendere la miscela. Quello sarebbe il tuo libro circondato dallaria ed esposto a una fiamma. La temperatura della miscela alla quale ciò si verifica è chiamata temperatura di accensione pilotata o temperatura di accensione flash. In generale, la temperatura di accensione pilotata (flash) è inferiore alla temperatura di auto (auto) accensione.
Tornando alla carta e al tuo libro, @StudyStudy ha menzionato Fahrenheit 451. Quello (233 C) sembra essere il temperatura di auto (auto) accensione della carta, resa popolare dal libro omonimo. Il test originale utilizzato per determinare la temperatura proviene da ASTM 1929 “Metodo di prova standard per determinare le temperature di accensione delle materie plastiche”, sebbene il test non sia limitato alla plastica. La temperatura di accensione pilotata (flash) utilizzando il test ASTM è di circa 177 C, che è inferiore alla temperatura di autoaccensione.
Ora consideriamo il tuo libro in padella. Poiché non cè fiamma o arco sopra la pentola, qualsiasi accensione che si verificherebbe sarebbe auto (auto) accensione. Tutto il resto considerato, come notato sopra, lautoaccensione richiede che il gas sia a temperature più elevate rispetto allaccensione che coinvolge una sorgente pilota (fiamma o arco). Inoltre, il riscaldamento avviene sulla superficie inferiore del libro. Gran parte di questo calore viene condotto lontano dalla superficie riscaldata nella massa del libro per conduzione termica e nellaria circostante per convezione. Alla maggior parte dei prodotti gassosi di pirolisi che possono essere prodotti sul fondo viene impedito di mescolarsi con laria, che è essenziale per laccensione. Laria circostante sopra la padella diluisce quei prodotti gassosi che fuoriescono dalla superficie inferiore. Quello che probabilmente otterrai è un libro con il fondo carbonizzato ma senza accensione fiammeggiante.
Se il libro è circondato da aria soggetta a una fiamma esterna, la temperatura della fiamma molto più alta può causare rapidamente sia pirolisi (decomposizione termica) che accensione dei vapori risultanti.
Spero che questo aiuta.
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- Va anche notato che alcune parti della fiamma saranno più calde della padella , ignorando anche tutte le altre considerazioni.
Risposta
La padella inizia a temperatura ambiente, diciamo 20 ° C. La fiamma del gas si accende intorno ai 2000 ° C. La temperatura di accensione della carta è di circa 200 ° C.
Quindi la fiamma può accendere immediatamente la carta, ma la padella non può farlo immediatamente perché deve riscaldarsi. La padella può accendere la carta se la fiamma può riscaldare la padella e la carta fino alla temperatura di accensione. Tuttavia, a seconda della padella, è possibile che la padella non raggiunga la temperatura di accensione della carta se cede calore abbastanza rapidamente allaria circostante.
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