Свет и цвет
Пламя бывает разного цвета. Посмотрите в камин. На поленьях пляшут желтые, оранжевые, красные, белые и синие языки пламени. Его цвет зависит от температуры горения и от горючего материала. Чтобы наглядно себе это представить, вообразите спираль электрической плитки. Если плитка выключена — витки спирали холодные и черные.
Допустим, вы решили подогреть суп и включили плитку. Сначала спираль становится темно-красной. Чем выше поднимается температура, тем ярче красный цвет спирали. Когда плитка разогревается до максимальной температуры, спираль становится оранжево-красной.
Естественно, спираль не горит. Вы же не видите пламени. Она просто очень горячая. Если нагревать ее дальше, то будет меняться и цвет. Сначала цвет спирали станет желтым, затем белым, а когда она раскалится еще больше, от нее будет исходить голубое сияние.
Всегда с собой носи, жизнь изменится в лучшую сторону Народные советы Серебряное пламя 1
От чего зависит цвет пламени
Нечто подобное происходит и с пламенем. Возьмем для примера свечу. Различные участки пламени свечи имеют разную температуру. Огню нужен кислород. Если свечу накрыть стеклянной банкой, огонь погаснет.
Центральный, прилегающий к фитилю участок пламени свечи, потребляет мало кислорода, и выглядит темным. Верхушке и боковым участкам пламени достается больше кислорода, поэтому эти участки ярче.
По мере того как пламя продвигается по фитилю, воск тает и потрескивает, рассыпаясь на мельчайшие частички углерода. (Каменный уголь тоже состоит из углерода.) Эти частички увлекаются пламенем кверху и сгорают. Они очень горячие и светятся, как спираль вашей плитки. Но частички углерода намного горячее, чем спираль самой жаркой плитки (температура сгорания углерода примерно 1 400 градусов Цельсия). Поэтому свечение их имеет желтый цвет. Около горящего фитиля пламя еще горячее и светится синим цветом.
Интересно: Сколько весит огонь?
Пламя камина или костра в основном пестрого вида. Дерево горит при более низкой температуре, чем фитиль свечи, поэтому основной цвет костра — оранжевый, а не желтый. Некоторые частички углерода в пламени костра имеют довольно высокую температуру. Их немного, но они добавляют пламени желтоватый оттенок.
Остывшие частички раскаленного углерода — это копоть, которая оседает на печных трубах. Температура горения дерева ниже температуры горения свечи. Кальций, натрий и медь, нагретые до высокой температуры, светятся разными цветами. Их добавляют в порох ракет для расцвечивания огней праздничных фейерверков.
10 слов, которые притягивают удачу, если произносить их как можно чаще Серебряное пламя /
Цвет пламени и химический состав
Цвет пламени может меняться в зависимости от химических примесей, содержащихся в поленьях или другом горючем веществе. В пламени может находиться, например, примесь натрия. Натрий — это составная часть поваренной соли. Если натрий раскалить, он окрашивается в ярко – желтый цвет. В огонь может попасть кальций.
Почему пламя огня сначала синего цвета а потом желтого?
Зажгите свечу и внимательно рассмотрите пламя. Вы заметите, что оно неоднородно по цвету. Пламя имеет три зоны (рис.). Темная зона 1 находится в нижней части пламени. Это самая холодная зона по сравнению с другими.
Темную зону окаймляет самая яркая часть пламени 2. Температура здесь выше, чем в темной зоне, но наиболее высокая температура – в верхней части пламени 3.
Чтобы убедиться, что различные зоны пламени имеют разную температуру, можно провести такой опыт. Поместите лучинку (или спичку) в пламя так, чтобы она пересекала все три зоны. Вы увидите, что лучинка сильнее обуглилась там, где она попала в зоны 2 и 3. Значит, пламя там более горячее.
система выбрала этот ответ лучшим
комментировать
в избранное ссылка отблагодарить
Tanye tta [298K]
5 лет назад
Можно сказать, что цвет огня зависит от температуры. Сам язычок огня, то есть его краешек, является более обжигающим, потому что там наиболее высокая температура и по цвету является светлым и красным. В самой середине пламя огня темно — оранжевого цвета и там температура средняя. Возле самого фителька , самая низкая температура , а окраска пламени получается фиолетово — синей.
Поэтому делаем вывод, что в желто — красном цвете пламени температура выше, чем в пламени имеющем окраску сине — фиолетовую. По научному говоря, чем спектр двигается от красного к синему, от сюда и идет различная цветовая окраска пламени.
комментировать
в избранное ссылка отблагодарить
lady v [640K]
8 лет назад
Если рассматривать самое обычное пламя например горящую спичку или свечку. то можно заметить, что нижняя часть пламени синего цвета, это так называемое восстановительное пламя. Восстановительное не потому что оно что-то ремонтирует, а потому что в нем протекают реакции восстановления. которые характеризуются довольно незначительными температурами.
Это самая холодная часть пламени. Так происходит из-за избытка топлива при недостаточном количестве кислорода воздуха. Поэтому необходимый для горения кислород отнимается у самого топлива — оно химически восстанавливается. По мере удаления от источника огня, кислорода становится все больше, а топлива все меньше и начинают превалировать уже реакции окисления. Температура пламени повышается, как правило в 2-3 раза и оно становится желтого, по краям почти бесцветного цвета.
комментировать
в избранное ссылка отблагодарить
Adgjm p [140K]
6 лет назад
Ну это смотря еще какой огонь. Он может быть любого цвета, в зависимости от горящего вещества. А такое сине-желтое пламя от его нагрева. Чем дальше пламя от горящего вещества, тем бпльше кислорода. А чем больше кислорода, тем жарче пламя и значит светлее и ярче.
комментировать
в избранное ссылка отблагодарить
12 лет назад
Цвет огня зависит от химических элементов которые сгорают при горении, например если вы хотите увидеть голубой огонек, то он появляется горении природного газа, и обусловлен угарным газом, который и дает этот оттенок. Желтые язычки пламени появляются при распадении солей натрия. Такими солями богата древесина, поэтому обычный лесной костер или бытовые спички горят желтым пламенем. Медь придает пламени зеленый оттенок. При высоком содержании меди в сгораемом веществе пламя имеет яркий зеленый цвет, практически идентичный белому.
Зеленый цвет и его оттенки огню придают также барий, молибден, фосфор, сурьма. В синий окрашивает пламя селен, а в сине-зеленый — бор. Красное пламя даст литий, стронций и кальций, фиолетовое – калий, желто-оранжевый оттенок выходит при сгорании натрий.
Источник: www.bolshoyvopros.ru
От чего зависит цвет пламени?
Горение — это окислительно-восстановительная реакция между топливом и окислителем. В зависимости от степени окисления цвет пламени в углеродном топливе также будет отличаться.
Вы, наверное, замечали, что пламя бывает разных цветов. Горящий фитиль свечи дает оранжево-желтое пламя, а газовая плита обычно дает голубое пламя. Другие элементы дают еще большее разнообразие цветов. Например, при горении куска магния образуется ярко-белое пламя, а при горении калия — фиолетовое пламя.
Горение, или сжигание, научно объясняется как «высокотемпературная экзотермическая окислительно-восстановительная реакция между топливом и окислителем». Это реакция, при которой выделяется большое количество тепла, что делает ее экзотермической. Окислительно-восстановительная реакция — это когда одно вещество восстанавливается (теряет кислород), а другое окисляется (приобретает кислород). Молекула, которая отдает кислород другому веществу, является окислителем. В данном случае топливо окисляется, а окислитель теряет кислород.
Огонь, или пламя, — это физический эффект горения, который виден невооруженным глазом (чаще всего). Так что же вызывает пламя разных цветов? И вообще, почему при горении образуется видимое пламя?
Почему образуется пламя?
Горение — это экзотермическая реакция. Слово «экзотермическая» состоит из двух частей: «экзо», что означает высвобождение, и «термический», что означает тепло. При протекании таких реакций выделяется значительное количество тепла.
Эти реакции выделяют тепло, потому что при химических изменениях молекул выделяется огромное количество энергии. Однако тепло — не единственная форма энергии. Эти реакции высвобождают энергию и другими способами, включая высвобождение энергии через фотоны, в результате чего образуется свет!
Для высвобождения фотонов требуется много энергии. Часто оно также сопровождается выделением большого количества тепла, особенно во время горения. Когда атомы высвобождают энергию, их электроны переходят в более низкое энергетическое состояние, и таким образом они излучают свет. Чтобы лучше понять это, необходимо знать некоторые основы об атомах и их орбиталях.
Атомы и их орбитали
Атомы — это основные строительные блоки всей материи во Вселенной. Они являются наименьшей функциональной единицей, из которой состоит вся органическая и неорганическая материя. Хотя атом можно разложить на части, его составляющие не могут существовать по отдельности. Сами по себе они физически не стабильны, поэтому атом — это наименьшая стабильная единица, которая может существовать сама по себе.
Составные части атомов следующие — нейтроны, протоны и электроны. Нейтроны и протоны связаны между собой и образуют центр, или ядро, атома. Они также составляют всю массу атома. Электроны, с другой стороны, чрезвычайно малы по размеру и имеют ничтожную массу по сравнению с компонентами ядра.
Электроны вращаются вокруг ядра атома, подобно тому, как планеты вращаются вокруг Солнца в нашей Солнечной системе. Как и в Солнечной системе, в атоме тоже есть пути, по которым электроны вращаются вокруг протонов и нейтронов. Эти пути известны как орбитали.
Каждая орбиталь в атоме обладает определенной потенциальной энергией. Поэтому в зависимости от того, какую орбиталь он занимает, электрон будет иметь различные энергетические уровни. По мере удаления от ядра уровень энергии орбитали увеличивается. Электроны на этих орбиталях будут обладать более высокой энергией.
Возбуждение и девозбуждение электронов
Электроны на разных орбиталях имеют разные энергетические уровни. Уровень потенциальной энергии, которой обладает электрон, является его энергетическим состоянием. Электроны на более высоких энергетических орбиталях имеют более высокие энергетические состояния.
Электроны также могут переходить с одной орбитали на другую орбиталь внутри атома. Из-за различий в энергетических уровнях электроны также должны компенсировать это изменение энергии.
При переходе из более низкого энергетического состояния в более высокое электрон должен поглотить энергию из окружающей среды. Это известно как возбуждение электрона. При переходе из состояния с более высокой энергией в состояние с более низкой энергией электрон высвобождает энергию в свое непосредственное окружение. Это называется девозбуждением электрона.
Такой вид изменения энергии является центральным для большинства химических реакций. Все молекулы стараются достичь наименьшего возможного энергетического состояния, чтобы обрести стабильность. Во время горения атомы теряют много энергии, поэтому происходит девозбуждение электронов.
Как девозбуждение электронов приводит к появлению различных цветов света?
Как уже упоминалось выше, при освобождении электронов от возбуждения происходит высвобождение энергии в их непосредственном окружении. Одним из наиболее распространенных способов высвобождения энергии является излучение света. Когда электрон теряет энергию, он передает ее фотону.
Фотоны — это фундаментальные частицы света. Это субатомные частицы, которые не имеют массы и переносят энергию в форме света. По сути, весь свет состоит из фотонов. Длина волны излучаемого света зависит от энергии, поглощенной протоном.
Когда энергия электрона переходит в фотон, из атома испускается свет. В зависимости от изменения энергии электрона, энергия, передаваемая фотону, также будет меняться. Это приводит к тому, что при различных изменениях энергии излучаются различные длины волн света.
Поскольку различные длины волн соответствуют своим собственным индивидуальным цветам, это приводит к испусканию различных цветных огней. В зависимости от того, какая молекула подвергается сгоранию, изменяется энергетическое состояние электрона. Таким образом, сгорание различных веществ приводит к появлению разноцветного света.
Степень окисления углерода влияет на цвет пламени
Самые распространенные виды топлива, которые мы используем в повседневной жизни, имеют углеродную основу. От баллонов со сжиженным газом до свечного воска — в большинстве случаев в процессе горения вокруг нас используется углеродное топливо.
В таком случае, почему пламя свечи отличается от пламени газовой плиты? Из-за степени окисления, через которую проходит молекула углерода.
В присутствии достаточного количества кислорода все атомы углерода превращаются в углекислый газ, и пламя приобретает голубой цвет. Однако при отсутствии достаточного количества кислорода не весь углерод образует двуокись углерода. Также образуются угарный газ и твердые частицы углерода. Твердые частицы углерода образуют сажу.
Вы, наверное, заметили присутствие сажи в виде черноватого порошка. Сажа образуется, когда не хватает кислорода, чтобы окислить весь имеющийся углерод. Длина волны света, излучаемого частицами углерода, когда он не полностью окислен, соответствует желтому цвету.
С другой стороны, когда углерод находится в полностью окисленной форме, т.е. в углекислом газе, возбуждение электронов имеет другую энергию. В этом случае длина волны производимого света соответствует синему цвету.
В случае сложных молекул углерода, таких как воск, бумага и древесина, соотношение углерода и атмосферного кислорода очень велико. Кислорода в воздухе недостаточно, чтобы окислить все атомы углерода. Это приводит к появлению оранжево-желтого пламени, наблюдаемого в таких случаях. Однако атмосферного кислорода достаточно, чтобы полностью окислить углерод в более простых видах топлива, таких как метан и сжиженный газ, что придает им характерное голубое пламя при горении.
Горение — это сжигание молекул с выделением тепла и света. Различные молекулы производят пламя разного цвета. Цвет каждого пламени зависит от энергии, высвобождаемой электронами атома во время девозбуждения.
В случае с углеродным топливом цвет пламени зависит от степени окисления, которому подвергаются молекулы углерода. В присутствии достаточного количества кислорода все связи разрываются, и весь углерод высвобождается в виде углекислого газа. При этом образуется голубое пламя. В случае недостаточного количества кислорода не весь углерод превращается в двуокись углерода.
Вместо него образуется сажа. Сажа состоит из молекул чистого углерода. Твердые частицы углерода горят ярким желто-оранжевым пламенем.
При полном сгорании топлива на основе углерода образуется голубое пламя. В то время как атмосферного кислорода достаточно для горения простых углеродных топлив, таких как метан и сжиженный газ, его недостаточно для более сложных веществ. Поэтому органические вещества, такие как дерево и воск, горят желтым пламенем. Вот почему некоторые виды пламени кажутся синими, а другие — желтыми!
Источник: new-science.ru