Oswajanie ognia jest jednym z najważniejszych etapów rozwoju ludzkiej cywilizacji. Kiedy siedzimy przy ognisku, czujemy jego ciepło, widzimy dym i latające iskry, a czasem słyszymy trzaski, które wyglądają jak specjalny język ognia.
Jeśli odrzucimy mityczne konstrukcje i poważnie zastanowimy się nad pytaniem, dlaczego drewno opałowe pęka w ogniu, odpowiedź nie przyjdzie natychmiast na myśl nawet dorosłej i wykształconej osobie. Spróbujmy poradzić sobie z tym zjawiskiem na podstawie faktów naukowych.
Interesujący fakt: Drewno opałowe z różnych rodzajów drewna pęka w ogniu na różne sposoby. Osika charakteryzuje się głośnym, tępym dźwiękiem, sosna nie tylko głośno trzaska, emituje smolisty zapach, leci wiele iskier, ten sam efekt można zaobserwować podczas spalania jodły, cedru, świerku, modrzewia. Dobrze wysuszone drewno bukowe zazwyczaj wyróżnia się „ciszą”, trzeszczenia, jeśli występują, są słabe.
Procesy chemiczne wewnątrz ogniska
Hałasy akustyczne podczas spalania można klasyfikować według czasu ich trwania - ciągłego i pojedynczego. Człowiek słyszy nie tylko ciągłe trzaskanie, ale także pojedyncze mocne strzały, a nawet eksplozje. Nie można powiedzieć, że charakter tych zjawisk jest spowodowany tylko przez jeden proces chemiczny, kompleks takich zmian i interakcji zachodzi natychmiast wewnątrz ognia. W którym bierze udział wilgoć, powietrze, ciepło. Kluczowym efektem jest dostęp do ogniska tlenowego.
Sporadyczne kliknięcia mogą mieć nie tylko pochodzenie chemiczne, ale także mechaniczne - pod wpływem wysokiej temperatury poszczególne fragmenty odbijają się od drewna, rozwarstwia się. Emisje gorącego gazu z wnętrza kłody można usłyszeć jako głośny huk.
Interesujący fakt: naukowcy nauczyli się ogrzewać drzewo bez dostępu do powietrza (lub bardzo ograniczonych zasobów), podobna technologia jest aktywnie wykorzystywana w produkcji. Ta metoda ogrzewania pozwala wygenerować znacznie więcej ciepła.
Objętość opisanych efektów akustycznych zależy od stopnia skurczu materiału drzewnego - buk praktycznie nie pęka, każdemu drzewu przypisany jest własny współczynnik rozwarstwiania pod silnymi efektami termicznymi. Na „poziomie komórkowym” trzask można wytłumaczyć w następujący sposób - gorące gazy wypełniają cząsteczki drewna, wywierając na nie silny nacisk od wewnątrz, w wyniku „pęknięcia” komórek jak balon, w którym przepompowano zbyt dużo powietrza. Istnieją miliony takich „komórek”, które łącznie generują dźwięki słyszalne podczas obserwowania ognia.
Bez względu na to, jak dobrze drewno opałowe zostało wysuszone, nawet przy użyciu nowoczesnych technologii nie jest możliwe całkowite usunięcie z nich wilgoci. W każdym razie ten sam buk trzeszczy, tylko bardzo, bardzo cicho. Jego komórki pękają pod wpływem rozszerzającej się pary wodnej. Wrząca żywica rozszerza się i wydaje dźwięk. Łatwo jest wyobrazić sobie takie procesy chemiczne poprzez gotowanie wiadra z wodą nad ogniem - liczne pęcherzyki pękające na powierzchni wrzącej cieczy są analogiczne do tego, co dzieje się w kłodzie drewna.
Naukowe wyjaśnienie, dlaczego drewno opałowe pęka w ogniu
Zjawiska znane nam i oparte są na złożonych procesach chemicznych. Uproszczone spalanie ogniska można podzielić na dwa główne etapy - rozkład termiczny związków drewna (piroliza) i niszczenie resztkowych materiałów. Przepływ pierwszego wymaga temperatury do 450 ° C, na tym etapie gazy (tlenek węgla, dwutlenek węgla, metan, wodór), różne ciecze (związki alkoholowe, kwasy) są aktywnie uwalniane. Pozostały materiał „wypada” w postaci węgla, który w zależności od rodzaju drewna może stanowić 85% węgla. Potem ogień też je niszczy, tylko wolniej.
Pęknięcie, które słyszymy, to rozrywanie warstw drewna przez gazy wnikające do kłody, będące konsekwencją aktywnie zachodzącego rozkładu termicznego związków. Trzaski węgla, który powstaje podczas tego procesu chemicznego. Może również wystąpić trzaskanie z powodu deformacji kłody pod wpływem intensywnego ciepła.