Температура и цвет пламени: Что такое огонь, и почему он жжёт / Хабр — Лазерная резка металла от "ТМК" Ярославль (Тутаев)

Содержание

Что такое огонь, и почему он жжёт / Хабр

Недавно я разжигал на пляже огонь и понял, что я ничего не знаю про огонь и про то, как он работает. К примеру – что определяет его цвет? Поэтому я изучил этот вопрос, и вот что я узнал.

Огонь

Огонь – устойчивая цепная реакция, включающая горение, которое представляет собой экзотермическую реакцию, в которой окислитель, обычно кислород, окисляет горючее, обычно углерод, в результате чего возникают продукты сгорания, такие как диоксид углерода, вода, тепло и свет. Типичный пример – горение метана:

CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

Тепло, возникающее при горении, может использоваться для питания самого горения, и в случае, когда этого достаточно и дополнительной энергии для поддержания горения не требуется, возникает огонь. Чтобы остановить огонь, можно удалить горючее (отключить горелку на плите), окислитель (накрыть огонь специальным материалом), тепло (сбрызнуть огонь водой) или саму реакцию.

Горение, в некотором смысле, противоположно фотосинтезу, эндотермической реакции, в которую вступают свет, вода и диоксид углерода, в результате чего возникает углерод.

Есть искушение предположить, что при сжигании дерева используются углерод, находящийся в целлюлозе. Однако, судя по всему, происходит нечто более сложное. Если подвергнуть дерево воздействию тепла, оно подвергается пиролизу (в отличие от горения, не требующему кислорода), преобразующий её в более горючие вещества, такие, как газы, и именно эти вещества загораются при пожарах.

Если дерево горит достаточно долго, пламя исчезнет, но тление продолжится, и в частности дерево продолжит светиться. Тление – это неполное горение, в результате которого, в отличие от полного горения, возникает монооксид углерода.

Пламя

Пламя – видимая часть огня. С горением возникает сажа (часть которой является продуктом неполного горения, а часть – пиролиза), которая разогревается и производит тепловое излучение. Это один из механизмов, придающих огню цвет. Также при помощи этого механизма огонь разогревает своё окружение.

Тепловое излучение производится из-за движения заряженных частиц: всё вещество положительной температуры состоит из движущихся заряженных частиц, поэтому оно излучает тепло. Более распространённый, но менее точный термин – излучение абсолютно чёрного тела. Это описание относится к объекту, поглощающему всё входящее излучение. Тепловое излучение часто аппроксимируют излучением АЧТ, возможно, помноженным на константу, поскольку у него есть полезное свойство – оно зависит только от температуры. Излучение АЧТ происходит по всем частотам, и при повышении температуры повышается излучение на высоких частотах. Пиковая частота пропорциональна температуре по закону смещения Вина.

Повседневные объекты постоянно излучают тепло, большая часть которого находится в инфракрасном диапазоне. Его длина волны больше, чем у видимого света, поэтому без специальных камер его не увидеть. Огонь достаточно ярок для того, чтобы выдавать видимый свет, хотя и инфракрасного излучения у него хватает.

Другой механизм возникновения цвета у огня – спектр излучения сжигаемого объекта. В отличие от излучения АЧТ, спектр излучения имеет дискретные частоты. Это происходит благодаря тому, что электроны порождают фотоны на определённых частотах, переходя из высокоэнергетического в низкоэнергетическое состояние. Эти частоты можно использовать для определения присутствующих в пробе элементов. Схожая идея (использующая спектр поглощения) используется для определения состава звёзд. Спектр излучения также отвечает за цвет фейерверков и цветного огня.

Форма пламени на Земле зависит от гравитации. Когда огонь разогревает окружающий воздух, происходит конвекция: горячий воздух, содержащий, помимо прочего, горячую золу, поднимается, а холодный (содержащий кислород), опускается, поддерживая огонь и придавая пламени его форму. При низкой гравитации, к примеру, на космической станции, этого не происходит. Огонь питается диффузией кислорода, поэтому горит медленнее и в виде сферы (поскольку горение происходит только там, где огонь соприкасается с содержащим кислород воздухом. Внутри сферы кислорода не остаётся).

Излучение абсолютно чёрного тела

Излучение АЧТ описывает формула Планка, относящаяся к квантовой механике. Исторически она была одной из первых применений квантовой механики. Её можно вывести из квантовой статистической механики следующем образом.

Мы подсчитываем распределение частот в фотонном газе при температуре T. То, что оно совпадает с распределением частот фотонов, испускаемых абсолютно чёрным телом той же температуры, следует из закона излучения Кирхгофа. Идея в том, что АЧТ можно привести в температурное равновесие с фотонным газом (поскольку у них одинаковая температура). Фотонный газ поглощается ЧТ, также испускающим фотоны, так что для равновесия необходимо, чтобы для каждой частоты, на которой ЧТ испускает излучение, оно и поглощало бы его с той же скоростью, что определяется распределением частот в газе.

В статистической механике вероятность нахождения системы в микросостоянии s, если оно находится в тепловом равновесии при температуре T, пропорциональна

e^{— β E_s}

где E_s — энергия состояния s, а β = 1 / k_BT, или термодинамическая бета (Т – температура, k_B — постоянная Больцмана). Это распределение Больцмана. Одно из объяснений этого дано в блогпосте Теренса Тао. Это значит, что вероятность равна

p_s = ( 1/Z(β) ) * e^{— β E_s}

где Z(β) – нормализующая константа

Z(β) = ∑_s e^{— β E_s}

называющаяся статистической суммой. Отметим, что вероятности не меняются, если E_s изменить на ± константу (что в результате умножает статистическую сумму на константу). Отличаются только энергии разных состояний.

Стандартное наблюдение указывает, что статистическая сумма с точностью до постоянного множителя содержит ту же информацию, что и распределение Больцмана, поэтому всё, что можно посчитать на основе распределения Больцмана, можно посчитать и из статистической суммы. К примеру, моменты случайной величины для энергии описываются

< E^k > = (1/Z) * ∑_s E^k_s * e^{— β E_s} = ( (-1)^k / Z ) * ∂^k / ∂ β^k * Z

и, вплоть до решения задачи моментов, это описывает распределение Больцмана. В частности, средняя энергия будет равна

< E > = — ∂/∂β log Z

Распределение Больцмана можно использовать как определение температуры. Оно говорит, что в некотором смысле, β – более фундаментальная величина, так как она может быть нулевой (что означает равную вероятность всех микросостояний; это соответствует «бесконечной температуре») или отрицательной (в этом случае более вероятны микросостояния с высокими энергиями; это соответствует «отрицательной абсолютной температуре»).

Для описания состояния фотонного газа нужно знать что-то по поводу квантового поведения фотонов. При стандартном квантовании электромагнитного поля поле можно рассматривать как набор квантовых гармонических осцилляций, каждая из которых осциллирует с разными угловыми частотами ω. Энергии собственных состояний гармонического осциллятора обозначаются неотрицательным целым n ∈ ℤ

≥ 0, которое можно интерпретировать, как количество фотонов частоты ω. Энергии собственных состояний (с точностью до константы):

E_n = n ℏ ω

где ℏ — это редуцированная постоянная Планка. То, что нам нужно отслеживать только количество фотонов, следует из того, что фотоны относятся к бозонам. Соответственно, для постоянной ω нормализующая константа будет

Z_ω (β) = ∑ [n=0; ∞] e^-nβℏω = 1 / ( 1 — e^-βℏω )

Отступление: неправильный классический ответ

Предположение что n, или, эквивалентно, энергия E_n = n ℏ ω, должно быть целым, известно, как гипотеза Планка, и исторически это, возможно, было первым квантованием (в применении к квантовой механике) в физике. Без этого предположения, с использованием классических гармонических осцилляторов, сумма выше превращается в интеграл (где n пропорционально квадрату амплитуды), и мы получаем «классическую» нормализующую константу:

Z^кл_ω (β) = ∫[0; ∞] e^{— n β ℏ ω} dn = 1 / βℏω

Две этих нормализующих константы выдают очень разные предсказания, хотя квантовая приближается к классической, когда βℏω → 0. В частности, средняя энергия всех фотонов частоты ω, подсчитанная через квантовую нормализующую константу, получается

< E &gt _ω = — d / dβ * log 1/( 1 — e

-βℏω ) = ℏω / ( e^βℏω — 1 )

А средняя энергия, подсчитанная через классическую нормализующую константу, будет

< E &gt^кл_ω = — d/dβ * log(1/βℏω) = 1/ β = k_BT

Квантовый ответ приближается к классическому при ℏω → 0 (на малых частотах), а классический ответ соответствует теореме о равнораспределении в классической статистической механике, но совершенно расходится с опытами. Она предсказывает, что средняя энергия излучения АЧТ на частоте ω будет константой, независимой от ω, и поскольку излучение может происходить на частотах любой высоты, получается, что АЧТ излучает бесконечное количество энергии на любой частоте, что, конечно же, не так. Это и есть т.н. «ультрафиолетовая катастрофа».

В свою очередь, квантовая нормализующая константа предсказывает, что на низких частотах (относительно температуры) классический ответ приблизительно верен, но на высоких средняя энергия экспоненциально падает, при этом падение получается большим при меньших температурах. Это происходит потому, что на высоких частотах и низких температурах квантовый гармонический осциллятор большую часть времени проводит в основном состоянии, и не переходит так легко на следующий уровень, что вероятность чего экспоненциально ниже. Физики говорят, что большая часть этой степени свободы (свободы осциллятора колебаться на определённой частоте) «замораживается».

Плотность состояний и формула Планка

Теперь, зная, что происходит на определённой частоте ω, необходимо просуммировать по всем возможным частотам. Эта часть вычислений классическая и никаких квантовых поправок делать не надо.

Мы используем стандартное упрощение, что фотонный газ заключён в объём со стороной длиной в L с периодическими граничными условиями (то есть, реально это будет плоский тор T = ℝ³ / L ℤ³). Возможные частоты классифицируются по решениям уравнения электромагнитных волн для стоячих волн в объёме с указанными граничными условиями, которые, в свою очередь, соответствуют, с точностью до множителя, собственным значениям лапласиану Δ. Точнее, если Δ υ = λ υ, где υ(x) – гладкая функция T → ℝ, тогда соответствующее решение уравнения электромагнитной волны для стоячей волны будет

υ(t, x) = e^{c √λ t} υ(x)

и поэтому, учитывая, что λ обычно отрицательная, и значит, √λ обычно мнимый, соответствующая частота будет равна

ω = c √(-λ)

Такая частота встречается dim V_λ раз, где V_λ — λ-собственное значение лапласиана.

Упрощаем мы условия при помощи объёма с периодическими граничными условиями потому, что в этом случае очень просто записать все собственные функции лапласиана. Если использовать для простоты комплексные числа, то они определяются, как

υ_k(x) = e^{i k x}

где k = (k₁, k₂, k₃) ∈ 2 π / L * ℤ

3, волновой вектор. Соответствующее собственное значение лапласиана будет

λ_k = — | k |² = — k²₁ — k²₂ — k²₃

Соответствующей частотой будет

ω_k = c |k|

и соответствующей энергией (одного фотона этой частоты)

E_k = ℏ ω_k = ℏ c |k|

Здесь мы аппроксимируем вероятностное распределение по возможным частотам ω_k, которые, строго говоря, дискретны, непрерывным вероятностным распределением, и подсчитываем соответствующую плотность состояний g(ω). Идея в том, что g(ω) dω должна соответствовать количеству доступных состояний с частотами в диапазоне от ω до ω + dω. Затем мы проинтегрируем плотность состояний и получим окончательную нормализующую константу.

Почему эта аппроксимация разумна? Полную нормализующую константу можно описать следующим образом. Для каждого волнового числа k ∈ 2 π / L * ℤ³ существует число n_k ∈ ℤ_≥0, описывающее количество фотонов с таким волновым числом. Общее количество фотонов n = ∑ n_k конечно. Каждый фотон добавляет к энергии ℏ ω_k = ℏ c |k|, из чего следует, что

Z(β) = ∏_k Z _{ω_k}(β) = ∏_k 1 / ( 1 — e^-βℏc|k| )

по всем волновым числам k, следовательно, его логарифм записывается, как сумма

log Z(β) = ∑_k log 1 / ( 1 — e^-βℏc|k| )

и эту сумму мы хотим аппроксимировать интегралом. Оказывается, что для разумных температур и больших объёмов подынтегральное выражение меняется очень медленно с изменением k, поэтому такая аппроксимация будет весьма близкой. Она перестаёт работать только при сверхнизких температурах, где возникает конденсат Бозе-Эйнштейна.

Плотность состояний вычисляется следующим образом. Волновые векторы можно представить в виде равномерных точек решётки, живущих в «фазовом пространстве», то есть, количество волновых векторов в некоем регионе фазового пространства пропорционально его объёму, по крайней мере, для регионов, крупных по сравнению с шагом решётки 2π/L. По сути, количество волновых векторов в регионе фазового пространства равно V/8π³, где V = L³, наш ограниченный объём.

Остаётся вычислить объём региона фазового пространства для всех волновых векторов k с частотами ω_k = c |k| в диапазоне от ω до ω + dω. Это сферическая оболочка толщиной dω/c и радиусом ω/c, поэтому её объём

2πω²/c³ dω

Поэтому плотность состояний для фотона

g(ω) dω = V ω²/ 2 π² c³ dω

На самом деле эта формула в два раза занижена: мы забыли учесть поляризацию фотонов (или, что эквивалентно, спин фотона), которая удваивает количество состояний для данного волнового числа. Правильная плотность:

g(ω) dω = V ω²/ π² c³ dω

То, что плотность состояний линейна в объёме V работает не только в плоском торе. Это свойство собственных значений лапласиана по закону Вейла. Это значит, что логарифм нормализующей константы

log Z = V / π² c³ ∫[0; ∞] ω² log 1 / ( 1 — e^{— βℏω} ) dω

Производная по β даёт среднюю энергию фотонного газа

< E > = — ∂/∂β log Z = V / π² c³ ∫[0; ∞] ℏω³ / ( e^βℏω — 1 ) dω

Но для нас важно подынтегральное выражение, дающее «плотность энергий»

E(ω) dω = Vℏ / π² c³ * ω³ / ( e^βℏω — 1 ) dω

описывающее количество энергии фотонного газа, происходящее от фотонов с частотами из диапазона от ω до ω + dω. В итоге получилась форма формулы Планка, хотя с ней нужно немного поиграть, чтобы превратить в формулу, относящуюся к АЧТ, а не к фотонным газам (нужно поделить на V, чтобы получить плотность в единице объёма, и проделать ещё кое-что, чтобы получить меру излучения).

У формулы Планка есть два ограничения. В случае, когда βℏω → 0, знаменатель стремится к βℏω, и мы получаем

E(ω) dω ≈ V / π² c³ * ω²/β dω = V k_B T ω² / π² c³ dω

Это вариант закона Рэлея — Джинса, классического предсказания по излучению АЧТ. Он примерно выполняется на низких частотах, но на высоких расходится с реальностью.

Во-вторых, при βℏω → ∞, знаменатель стремится к e^βℏω, и мы получаем

E(ω) dω ≈ V ℏ / π² c³ * ω³/ e^βℏω dω

Это вариант приближения Вина. Он примерно выполняется на высоких частотах.

Оба этих ограничения исторически возникли раньше самой формулы Планка.

Закон смещения Вина

Такого вида формулы Планка достаточно, чтобы узнать, на какой частоте энергия E(ω) максимальна при температуре T (и, следовательно, какого примерно цвета будет АЧТ при температуре Т). Мы берём производную по ω и находим, что необходимо решить следующее:

d/dω ω³ / (e^βℏω — 1) = 0

или, что то же самое (беря логарифмическую производную)

3/ω = βℏe^βℏω / (e^βℏω — 1)

Пусть ζ = βℏω, тогда перепишем уравнение

3 = ζ e^ζ / (e^ζ — 1)

Или

3 – ζ = 3e^-ζ

С такой формой уравнения легко показать существование уникального положительного решения ζ = 2,821…, поэтому, учитывая, что ζ = βℏω и максимальная частота

ω_max = ζ/βℏ = ζ k_B/ℏ * T

Это закон смещения Вина для частот. Перепишем с использованием длин волн l = 2πc/ ω_max

2πc/ ω_max = 2πcℏ / ζ k_B T = b/T

Где b = 2πcℏ / ζ k_B ≈ 5,100 * 10^-3 мК (метр-Кельвин). Этот расчёт обычно делается слегка по-другому, сначала выражая плотность энергий E(ω) dω через длины волн, и затем получая максимум результирующей плотности. Поскольку dω пропорциональна dl/l², ω³ меняется на ω⁵, и ζ заменяется на уникальное решение ζ’

5 — ζ’ = 5e^-ζ’

что примерно равно 4,965. Это даёт нам максимальную длину волны

l_max = 2πcℏ / ζ’ k_B T = b’/T

где

b’ = 2πcℏ / ζ’ k_B ≈ 2,898 * 10^-3 мК

Это закон смещения Вина для длин волн.

У горящего дерева температура равна примерно 1000 К, и если мы подставим это значение, то получим длину волны

2πc/ ω_max = 5,100 * 10^-3 мК / 1000 К = 5,100 * 10^-6 м = 5100 нм

l_max = 2,898 * 10^-3 мК / 1000 К = 2,898 * 10^-6 м = 2898 нм

Для сравнения, длины волн видимого света находятся в диапазоне от 750 нм для красного до 380 нм для фиолетового. Оба подсчёта говорят о том, что большая часть излучения от дерева происходит в инфракрасном диапазоне, это излучение греет, но не светит.

А вот температура поверхности солнца составляет порядка 5800 К, и подставив её в уравнения, получим

2πc/ ω_max = 879 нм

l_max = 500 нм

что говорит о том, что Солнце излучает много света во всём видимом диапазоне (и потому кажется белым). В некотором смысле этот аргумент работает задом наперёд: возможно, видимый спектр в ходе эволюции стал таким, поскольку на определённых частотах Солнце излучает больше всего света.

А теперь более серьёзное вычисление. Температура ядерного взрыва достигает 10⁷ К, что сравнимо с температурой внутри Солнца. Подставим эти данные и получим

2πc/ ω_max = 0,51 µм

l_max = 0,29 µм

Это длины волн рентгеновского излучения. Формула Планка не останавливается на максимуме, поэтому ядерные взрывы выдают излучение и с меньшими длинами волн – а именно, гамма-лучи. Ядерный взрыв производит это излучение только из-за своей температуры – из-за своей ядерной природы взрыв производит, например, нейтронное излучение.

температура пламени бытовых горелок на баллончике и температура горения природного газа в других моделях

Несмотря на большую популярность электроплит и других подобных электрических нагревательных устройств, применение простых газовых горелок всё ещё остаётся актуальным как в быту, так и на производстве.

В ходе использования горелок мало кто всерьез задумывается о температуре пламени. Однако именно она является фактором, который и определяет область применения горелки. Все о том, от чего зависит температура газовой горелки и как ее регулировать, а также множество других интересных фактов – читайте ниже.

От чего зависит?

Рассмотрим несколько основных факторов, влияющих на уровень нагрева газовой горелки.

Температура пламени газовой горелки в первую очередь зависит от конструкции и назначения устройства. Бытовые приборы (например, горелки на газовом баллончике) создают пламя с самым низким уровнем нагревания, в то время как профессиональные устройства (паяльные лампы), предназначенные для использования на производстве, обеспечивают высокие температуры горения.
Мощность горелки. Устройства мощностью от 500 до 700 Вт способны плавить лишь мелкие металлические детали (медные провода и так далее). Горелки мощностью от 1200 до 1500 Вт плавят металлы толщиной до 3 мм. Устройства мощностью от 2 до 3 кВт плавят металлы толщиной до 14 мм.
Ещё один важный фактор влияния – состав горючего топлива. В состав каждого топлива входит кислород, так как без него невозможно горение. Среди других составляющих газа – пропан, бутан, ацетилен, этилен, пропилен, метан и другие. Все составляющие смешиваются в разных пропорциях для каждого из видов подобных устройств. Пропорциональное отношение одних веществ к другим также влияет на температуру получаемого в результате пламени.
Наличие или отсутствие обдува. Устройства с обдувом способны увеличить температуру пламени в среднем на 700 градусов.

Отдельно стоит отметить и следующее – температура факела, который создает горелка, не является однородной. Более того, температуры каждой из частей пламени могут довольно существенно отличаться друг от друга.

В целом пламя можно разделить на 3 основные части, которые описаны ниже.

Внутренняя часть. Она находится у самого основания факела. Имеет самую низкую температуру и синеватый цвет. Температура этой части пламени колеблется от 300 (у самого основания факела) до 520 (чуть повыше основания) градусов.
Средняя часть. Находится сразу после основания и имеет самую высокую температуру. Однако именно в этой части начитается недостаток кислорода и появляются продукты распада. Средняя температура пламени в этой части – 1560 градусов.
Окаймляющая часть, которую ещё называют окислительным пламенем. В этой части пламя обладает самым высоким КПД. Температура здесь такая же, как и в средней части, но к кончику пламени она падает на пару десятков градусов и составляет около 1540°С.

Какую температуру дают разные виды?

Горелки в большинстве своем сейчас используются вместе с газовым баллончиками. К баллончикам они крепятся в качестве насадок. Рассмотрим основные виды таких устройств подробнее.

Самые дешёвые бытовые модели обеспечивают температуру от 700 до 1000 градусов. Типичным представителем таких устройств можно назвать туристические горелки. Они удобны и могут использоваться для устранения множества проблем. Обычно топливной смесью в этом случае служат пропан и бутан.

Модели подороже могут нагреваться до 1200 градусов. Баллончик, наполненный жидким природным газом, с эжекторной горелкой может поднимать температуру до 1600 градусов. В основном подобным устройствами пользуются мастера, занимающиеся обработкой металлов. Также устройства подобного типа обладают высокой точностью настраиваемой температуры и способны паять четким контуром. Основное количество таких устройств также наполняется смесью пропана и бутана. Сюда можно отнести и так называемые цанговые газовые баллончики с горелками. Они могут нагреваться вплоть до 1500 градусов. Свое название они получили из-за метода крепления горелки к баллончику.

Самая высокая температура пламени, которую может дать газовый баллончик, – 2400 градусов. Горелка не может поднять уровень нагрева до такого значения, поэтому это может быть достигнуто только благодаря особому наполнению баллончика – газу метилацетилен пропадиену. Такие горелки используются для пайки высокоуглеродистых сталей и других подобных металлов. Самая высокая температура, которую можно получить путем сжигания газа на горелке, – 3000 градусов. Достигается она благодаря сжиганию ацетилена. Однако подобная смесь редко используется. Для обработки большинства изделий такая высокая температура не нужна. Говоря конкретнее, можно отметить, что высокая или низкая температура пламени при горении смеси определяется ее теплотворными свойствами.

Разумеется, существуют и другие виды горелок. В целом можно отметить, что примитивные изделия подобного рода имеют схожую между собой конструкцию и температуру пламени. Модели подороже являются более оснащёнными и имеют пламя более высокой температуры. Устройством, предназначенным для обработки металлов, является паяльная лампа. Температура ее пламени, так же как и у ручных газовых баллончиков, может доходить до 2000 градусов.

Интересный факт. Температура пламени в обычной домашней конфорке доходит всего лишь до 700 градусов. Такая температура достигается за счёт того, что топливом служит газ, состоящий на 97% из метана.

Как отрегулировать?

Регулировка пламени горелки заключается в том, чтобы установить нормальное пламя. Нормальным пламенем называется симметричное ядро пламени и само пламя нужной мощности. При этом цвет пламени тоже должен быть однородным и симметричным, он не должен отличаться яркостью. Для этого сначала поджигают горелку, открывают клапан с кислородом и уменьшают поступление ацетилена. Через некоторое время уже можно будет увидеть изменения формы пламени. После того как пламя станет нужного размера, клапан с кислородом необходимо закрыть. Данный метод не подходит для газовых баллончиков с паяльником. В них подача топлива равномерна и не требует регулировки. Как правило, пламя таких изделий можно контролировать клапаном, расположенным снаружи устройства.

При приобретении газовой горелки необходимо обратить внимание на наличие поворотной трубки и устройство клапана. Клапан должен быть чувствительным. А поворотная трубка облегчит использование устройства – появится возможность направлять пламя в нужную сторону. В случае, если мундштук горелки сдвинут, то пользоваться таким устройством нельзя – это может привести к некачественной обработке изделий (особенно если вы делаете разрезы).

На точность управления мощностью пламени также может повлиять засоренный канал устройства.

В следующем видео вас ждет краткий обзор газовой горелки.

Что мы знаем о парафиновых свечах и температуре пламени?

Всем привет!

Продолжаю и заканчиваю тему огня и свечей, начатую в недавних статьях. Сегодняшняя статья будет теоретической – как появились свечи, как они устроены и работают, что из себя представляет парафин, какая температура пламени свечи – все это будем разбирать сегодня.

Немного истории

Прежде, чем начать, хочу посоветовать тем, кто заинтересовался темой свечей и огня, почитать замечательную книгу английского ученого Майкла Фарадея «История свечи». Ее легко можно найти и бесплатно скачать в интернете. Именно на эту книгу я буду опираться в своем сегодняшнем рассказе об устройстве свечи и пламени.

Есть предположения, что впервые свечи появились в Древнем Египте. Материалом для них служили растительные и животные жиры, например, говяжье или баранье сало. Именно поэтому на Руси такие свечи называли сальными.

Фитили поначалу делали из щепок, затем стали использовать вымоченную сердцевину тростника. В том же Египте для изготовления фитиля использовали папирус, свернутый в трубочку и смоченный животным жиром.

Позже, уже в Средние века, фитили стали делать из туго скрученных или плетеных растительных волокон. Чтобы они лучше горели, их смачивали растворами селитры или хлористого аммония.

В настоящее время фитиль делают из хлопчатобумажных нитей, которые пропитывают растворами солей фосфорной и борной кислот. Это нужно для того, чтобы фитиль сгорал полностью, без остатка, без образования нагара или хотя бы с как можно меньшим его количеством.

Сами свечи внешне были совершенно далеки от нынешних – плошки с налитым в них жиром. Чуть позже появились и более-менее похожие на нынешние формы свечей – когда стали использовать обрезки того же тростника, бамбука или камыша. В общем, кто во что горазд. Конец этому беспределу положили древние римляне, которые догадались, как использовать свойства животного жира. Раз он очень быстро застывает, то не использовать ли его как форму, не заморачиваясь с плошками и сосудами из камыша?

Сказано – сделано. Так появились свечи, которые стали называть моканными или макаными. Для их изготовления фитиль опускали в растопленный жир и ждали, пока он застынет, покрыв фитиль тонким слоем. Затем снова опускали (макали) в растопленный жир, получая таким образом второй слой. И снова, и снова… Такая технология изготовления свечей просуществовала аж до 15-го века.

Именно в 15 веке неугомонные французы придумали использовать литые формы для свечей. Фитиль пропускали через форму конусовидной формы, заливали ее свечной массой (кроме воска, он не подходил для этого), ждали, пока застынет, после чего вытряхивали полученный продукт, в результате получалась коническая свеча, стоящая на устойчивом широком основании.

Не забываем, что до сих пор речь шла о сальных свечах. Их явным недостатком было то, что они воняли (сами знаете, какой неприятный запах издает нагретый животный жир) и нещадно чадили, покрывая все в жилище копотью.

История свечей из жира закончилась только в начале 19 века, когда французский химик Мишель Эжен Шевроль синтезировал стеарин. С его появлением закончилась эра копоти и неприятного запаха. Зато появилась проблема изготовления — технологии макания и литья не годилась из-за своей невысокой производительности.

Извечные противники французов – англичане – придумали новую технологию изготовления свечей, где свечи из формы вынимались автоматически. Благодаря этой придумке производство свечей резко увеличилось.

А когда в 1850 году был получен парафин, для огня настал настоящий праздник – все жилища осветились чистыми, непахнущими свечами. Их недостаток, правда, был в том, что парафин имеет низкую температуру плавления, и такие свечи быстро оплывали, поэтому их стали делать из смеси парафина со стеарином, получив замечательное средство для освещения жилищ.

Но это оказалось лебединой песней свечи – технологии на месте не стояли, сначала появились керосиновые лампы, а в конце 19 века – и электрические. В 1879 году Эдисон поразил мир лампой накаливания.

Чем закончилось дело, мы знаем. Электрическое освещение сейчас везде. Больше всего свечей, пожалуй, используется церковью. Также свечи остались как атрибут романтических вечеров и дань энергетикам с внезапными отключениями света.

Когда-то, года три назад, я писала небольшой рассказ, с которым участвовала в интернет-конкурсе фантастических рассказов. Я не прошла даже в отборочный тур, так как мой рассказ не вписался в условия конкурса, ну да ладно. Все равно это был лишь случайный, совершенно спонтанный всплеск моих литературных способностей, который затих также быстро, как и начался. Больше я даже и не пыталась ничего писать.

Чтобы рассказ не валялся просто так «в столе» (на жестком диске компьютера то есть), выкладываю его сюда, не пропадать же добру . Загляните, если интересно, он как раз частично связан со свечами.

Как «работает» свеча

Если у вас дома есть свечка, попробуйте, зажгите парафин, из которого она сделана. Я имею ввиду, не подожгите фитиль, а попробуйте поджечь сам парафин, то есть твердое вещество, «тело» свечи. Получилось?

А теперь подожгите фитиль. Парафин, соприкасающийся с ним, тает, образуя вокруг фитиля углубление, заполненное жидким парафином. А теперь наклоните свечку так, чтобы лужица жидкого парафина потекла и попала на фитиль. Что получилось?

Такой опыт мы проделывали с сыном, когда «играли с огнем», о чем я писала в двух предыдущих статьях. Жидкий парафин потушил огонь, как обычная вода. Почему так происходит?

Дело в том, что фитиль, как я уже писала выше, сделан из скрученных или плетеных нитей. Вот смотрите, я специально разобрала обычную магазинную свечу. В ней фитиль выполнен плетеной «косичкой».

Таким образом, площадь поверхности у фитиля достаточно большая. Расплавленный у основания фитиля жидкий парафин пропитывает фитиль и по его капиллярам поднимается вверх, в зону горения. Там температура достаточно высокая, парафин начинает испаряться, и вот как раз эти пары и горят.

Таким образом, те, кто думают, что горит фитиль, ошибаются, это горят пары парафина. Фитиль служит своеобразным транспортом, доставляющим парафин в зону горения – расплавленный от тепла парафин поднимается по капиллярам фитиля вверх и горит.

Свойства пламени

Пламя имеет форму конуса за счет того, что поднимающиеся потоки воздуха обтекают его со всех сторон. Образующиеся продукты горения – углекислый газ и вода – поднимаются вверх вместе с теплым воздухом, нагретым, от огня, образуя язычок пламени. Потоки воздуха охлаждают внешнюю поверхность свечи, поэтому ее спокойно можно держать рукой почти без риска обжечься. Я говорю «почти», потому что плавящийся и стекающий парафин все-таки довольно горячий, температура здесь может быть в пределах 45-65 градусов. Конечно, смертельный ожог вы не получите, но приятно тоже не будет.

Как я уже рассказывала в одной их предыдущих статей, пламя свечи состоит из трех достаточно хорошо видимых зон разного цвета. Приведу фото, взятое мной из интернета:

Нижняя часть пламени имеет сине-фиолетовый цвет. Здесь находятся тяжелые пары парафина, которые смешаны с воздухом. Если вы внесете в эту часть спичку, то она загорится лишь спустя некоторое время, не сразу. Эта часть наименее горячая, она имеет температуру 300-350 градусов. Некоторые ловкачи даже демонстрируют залихватское тушение свечи пальцами именно в этой части пламени.

Во второй части температура пламени достигает 500-800 градусов. Здесь самое яркое пламя из-за того, что именно здесь происходит разложение углеводородов, образующиеся частицы чистого угля сильно накаляются и излучают свет. Именно из-за этого образующегося угля свеча иногда может коптить – если он сгорает не полностью по каким-то причинам. Например, мало кислорода или фитиль сделан из неподходящего материала. Тогда углерод и выпадает в виде сажи – копоти.

Самая горячая часть – верхняя. Если помните, на уроках химии в школе учитель наверняка говорил вам во время практических и лабораторных работ, что пробирку нужно нагревать в верхней части пламени, так она быстрее нагреется. Здесь температура 900-1500 градусов. В этой внешней части пламени полностью сгорают углеводороды с образованием углекислого газа и воды. Это пламя практически не видно, оно почти не светится.

Почему такой разброс температур, например 900-1500 градусов? Это зависит от природы сгорающего вещества, а также концентрации и скорости подвода к нему окислителя, например, кислорода воздуха или же чистого кислорода (например, в лабораторных условиях).

Не путаем!

Не будем путать воск, стеарин и парафин. Это три разных вещества.

Воск состоит из сложных эфиров жирных кислот растительного и животного происхождения.

Стеарин – это воскоподобная смесь пальмитиновой и стеариновой кислот (иногда еще есть олеиновая), содержащая примеси некоторых других насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. Стеарин жирный на ощупь (отсюда и произошло название – от греческого слова stear – сало, жир), белого или желтоватого цвета, плавится при температуре 50-65 градусов.

Парафин – смесь насыщенных углеводородов, также имеет воскоподобную консистенцию, бесцветный. Он легче воды, плавится в интервале температур 45-65 градусов.

Получают его, в основном, при переработке нефти. При комнатной температуре он химически инертен, а при высокой температуре сгорает с образованием углекислого газа и воды.

Именно из него в настоящее время готовят свечи в промышленном масштабе. Если же вы хотите сделать свечу самостоятельно, то можете найти и купить для этого в разных интернет-магазинах и воск, и стеарин, и парафин. В общем, все, что пожелаете.

О том, как сделать свечу своими руками, я сейчас рассказывать не буду. Возможно, чуть позже напишу об этом отдельную статью.

Еще немного похимичим

Какие еще эксперименты можно провести с обычной парафиновой свечкой?

Задуйте ее. Смотрите, от фитиля идет шлейф дыма с достаточно сильным запахом. Попробуйте быстро поджечь эту дымящуюся ленту. Вы увидите, как пламя побежит по ней к фитилю, и тот снова загорится.

Так происходит потому, что вот этот белый шлейф, идущий от задутой свечи, это пары парафина, которые не успели сгореть.

Вот и все на сегодня. Надеюсь, эта статья была интересна для вас.

А я немного похвастаюсь: недавно участвовала в конкурсе по вязанию домашних тапочек на блоге Ольги Смирновой и совершенно неожиданно получила приз за свой небольшой мастер-класс по вязанию тапочек-следков. Было очень приятно

Удачи! До встречи в следующей статье!

Наталья Брянцева

KidsChemistry теперь есть и в социальных сетях. Присоединяйтесь прямо сейчас! Google+, В контакте, Одноклассники , Facebook, Twitter

Какого цвета огонь?

Вы любите s’mores? А кто не знает? Все эти зефирные, шоколадные и крекеры смешались воедино. Мы сейчас проголодаемся, просто думая о них!

Конечно, одна из наших любимых частей при приготовлении зефира — это жарка зефира на открытом огне. Нам нравится смотреть, как пламя прыгает вверх и вниз, медленно поджаривая зефир до золотисто-коричневого цвета.

Мерцание пламени просто очаровывает.Нам нравится видеть, как они ярко горят разного цвета. В то время как большинство языков пламени колеблется между оттенками оранжевого и желтого, мы также время от времени замечаем проблески других цветов, включая красный, белый и синий. Так что же заставляет пламя гореть разными цветами?

Ученые определяют горение (то, что мы называем горением) как реакцию между топливом, например природным газом, нефтью или древесиной, с окислителем, например кислородом. Горение создает и тепло, и свет.Мы легко чувствуем тепло от горения и видим излучаемый свет в виде пламени.

Пламя принимает разные цвета по разным причинам. Двумя наиболее важными факторами являются температура и химический состав топлива. Давайте сначала посмотрим, как температура влияет на цвет пламени.

Ученые узнали, что красное пламя соответствует температуре от 980º F до 1800º F. Пламя становится оранжевым, когда температура достигает 2 000º F — 2200º F.Когда температура приближается к 2400–2700 ° F, пламя становится белым.

Вы можете сами увидеть эти различия, наблюдая за пламенем свечи или горящим деревом. Часть пламени, ближайшая к свече или дереву, обычно будет белой, так как температура обычно наиболее высока около источника топлива. Чем дальше от источника топлива достигает пламя, тем ниже температура, в результате чего основная масса пламени часто становится оранжевой, а кончик — красным.

Есть еще один цвет, который вы, возможно, видели постоянно в пламени: синий.Например, если у вас дома есть газовая плита или вы когда-либо видели, как она работает, вы знаете, что пламя природного газа в основном синее. Точно так же часть пламени, ближайшая к свече или куску дерева, также может иметь синий смешанный с белым.

Синий цвет указывает на температуру даже выше, чем белый. Голубое пламя обычно возникает при температуре от 2600 ° F до 3000 ° F. Голубое пламя содержит больше кислорода и становится горячее, потому что газы горят сильнее, чем органические материалы, такие как дерево.Когда природный газ воспламеняется в горелке печи, газы быстро горят при очень высокой температуре, образуя в основном голубое пламя.

Хотя разница в температуре является причиной большинства цветов, видимых в пламени, химический состав топлива также может иметь значение. Например, обычное ископаемое топливо, такое как природный газ и нефть, состоит в основном из углеводородных соединений, которые излучают свет в синем спектре.

Если присутствуют другие химические элементы, они могут излучать свет своей собственной уникальной длины волны при горении.Например, элемент литий будет производить розовое пламя, а элемент вольфрам — зеленое пламя.

T.C. Судебная экспертиза: Статья 10 — ФИЗИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ

T.C. Судебная экспертиза: Статья 10 — ФИЗИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ
ФИЗИЧЕСКИЕ ПОСТОЯННЫЕ ДЛЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЕЙ

Тони Кафе

Воспроизведено из журнала «Firepoint» — журнала австралийских пожарных.

На месте пожара следователь по существу изучает воздействие тепла на различные материалы, пережившие пожар.Из этого исследования, следователь определяет характер пожара, его развитие от место происхождения и, надеюсь, причина возгорания. Чтобы успешно достичь Для этой цели исследователю необходимо обратиться к научной литературе. физические константы различных материалов, обнаруженных на месте пожара, потому что выводы исследователя должны быть сделаны с использованием логических и научных методология.
Следующие таблицы могут быть полезны для следователя по пожару. в понимании причины и развития пожара.Информация была извлечены из различных источников, таких как Kirk’s Fire Investigation, Cooke & Принципы исследования огня Иде, Искусство и наука Джона Кардулиса расследования пожаров (1990) и Справочник по противопожарной защите. Все температуры указаны в градусах Цельсия, и есть некоторые расхождения в литература о различных физических константах материалов и, следовательно, температурах а константы следует рассматривать как приблизительные.
УКАЗАТЕЛЬ ТАБЛИЦ
ТЕМПЕРАТУРА ПРИ ПОЖАРЕ
ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ
ИНДИКАТОРЫ ТЕМПЕРАТУРЫ
ПРИЧИНЫ ПОЖАРА
1.ТЕМПЕРАТУРА ПРИ ПОЖАРЕ
1.1 ИСТОЧНИКИ ЗАЖИГАНИЯ — ОБЩИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
Источник
Температура (Цельсия)
Сигареты вентилируемые
400-780
Сигареты — невентилируемые условия
288
Сигареты — изолированные и тление
510-621
Матч
600-800
Пламя свечи
600-1400
Элемент печи
> 550
Люминесцентный свет
60-80
Лампа накаливания
100-300
Галоген вольфрама свет
600-900
Электрическая дуга
в 3750
Электрическая искра
1316
Молния
30000
Оксиацетилен
3300
Печи промышленные
1700
Горелка Бунзена
1570
1.2 ЦВЕТА ТЕМПЕРАТУРА ТЕПЛА
Тусклый красный
500-600
Темно-красный
600-800
Ярко-красный
800-1000
Желтый красный
1000-1200
Ярко-желтый
1200-1400
Белый
1400-1600
1.3 ТЕМПЕРАТУРЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПОЖАРАХ
Слой горячего газа
600-1000
Температура пола
> 180
Тлеющий тление сгорание
в 600
Flashover
> 600
Горящие угли
в 1300
Вернуться к индексу

2.ФИЗИЧЕСКИЕ ПОСТОЯННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1 ТВЕРДЫЕ
2.1.1 РАЗЛИЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Реакция к температурному воздействию
Реакция
Температура (Цельсия)
Древесина медленная *
120-150
Загорается гнилая древесина
150
Температура возгорания различные леса
190-260
Бумага желтая
150
Бумага воспламеняется
218-246
Утеплитель пропитанный маслом воспламеняется
190-220
Кожа воспламеняется
212
Сено воспламеняется
172
Уголь воспламеняется
400-500
* древесных углей в скорость примерно 30-50 мм / час
2.1.2 ПЛАСТИК
Плавка точки и температуры воспламенения
Пластик
Плавка Point
Диапазон
Зажигание Температура
АБС
88-125
416
Акрил
91-125
560
Целлюлоза
49-121
475-540
нейлон
160-275
424-532
Поликарбонат
140-150
580
Полиэфиры
220-268
432-488
Полиэтилен лд
107-124
349
Полиэтилен hd
122-137
349
Полипропилен
158-168
570
Полистирол
100-120
488-496
Полиуретаны
85-121
416
ПТФЭ
327
530
стр.винилиденеклор
212
454
ПВХ
75-110
435-557
Шерсть
228-230
Хлопок
250
Резина
260-316
2.1.3 МЕТАЛЛЫ
Плавка очки и цвета пламени
(о) & (r) обозначают окислительные и восстановительные условия соответственно
Металл
Плавка Путевая точка
Пламя Цвет
Алюминий
660
Бесцветный
Медь
1080
Зеленый (o) Красный (r)
Свинец
327
Бесцветный
Олово
232
Бесцветный
висмут
271
Бесцветный
Цинк
419
Бесцветный
Алюминиевый сплав
600
Бесцветный
Сурьма
630
Бесцветный
Магний
651
Бесцветный
Латунь
900-1000
Зеленый (o) Красный (r)
Серебро
961
Бесцветный
бронза
1000
Зеленый (o) Красный (r)
Золото
1063
Чугун
1200-1350
Желто-коричневый
Марганец
1260
фиолетовый (о)
Никель
1450

Производство телевизоров: цветовая температура

Различная цветовая температура солнечного света

T он цвет солнечного света может сильно различаться в зависимости от времени суток, количество тумана или смога в воздухе, а также географической долготы и широты площади.

Как показано здесь, из-за угла к земле рано утром и поздно днем солнечный свет должен проходить через больше земной атмосферы.

T Более длинный путь дает больше синего цвета свет поглощается, чем красный. (Чем меньше длина волны света, тем больше легко впитывается.)

Следовательно, цветовая температура солнца смещена в сторону красного, что составляет красный цвет на восходах и закатах.Заметка фото здесь.

В полдень солнечные лучи проходят меньше расстояния через атмосферу (верхнее солнце на рисунке выше).

В данном случае цветовая температура в полдень равна примерно 5 500К. (В зависимости от условий это число может быть от 5400 до 6000 тыс.)

Когда солнце движется по небу, появляются едва различимые цвета сдвиги. И, если солнце входит и выходит из облачного покрова, цветовая температура (и качество света) также изменится.

C цветовая температура также изменяется в результате прохождения солнечного света сквозь дымку или пасмурную погоду небо. Если в этих условиях камера не сбалансирована по цвету, это свет придаст коже холодный голубоватый оттенок.

Цветовая температура среднего летнего оттенка весьма синий — около 8000К. Полдень просвет (без прямых солнечных лучей) от 9,500К до 30,000К.

Почему цветовая температура тени или света от небо выше прямых солнечных лучей?

В обоих случаях преобладает не прямой солнечный свет, но свет с голубого неба.

Источники искусственного света

W e упомянуто что 3200K — стандартная цветовая температура для телевизора освещение — значительно ниже (краснее), чем средний дневной свет.

Обратите внимание на высокую долю желтого и красного в области накаливания. этой иллюстрации.

Этот вид искусственного освещения обычно называют как лампа накаливания или вольфрам свет , после спиральной вольфрамовой нити в этих лампах.

В ▲ на предыдущей фотографии дневной свет из окна освещает объект справа и освещение слева от лампы накаливания лампочка. Поскольку оба типа освещения присутствуют в одном и том же время, разница между ними становится очевидной.

У всех ламп накаливания N 3200К.

Обычная 100-ваттная лампочка, например, стоит всего около 2,850К.Пламя свечи (для тех, кому нужно снимать постановки при свечах!) становится еще краснее — около 1900К.

Большинство различий в этих источниках можно обработать встроенными фильтрами коррекции цвета «внутри-снаружи» камеры вместе со схемой баланса белого.

T Цветовая температура некоторых светодиодных ламп может варьироваться от 3200K до 5600K.Это делает это легко для освещения камеры на портативных камерах ENG / EFP, для Например, чтобы соответствовать более доминирующему источнику света.

Источники искаженного спектра

Y или май заметили, что иногда видео и фото, снятые в стандартных флуоресцентные лампы часто имеют зеленовато-синий оттенок, отчего кожа тона выглядят немного пепельными или серыми.

Люминесцентные лампы относятся к группе осветительных приборов. известные под общим названием газоразрядные лампы — стекло трубки, заполненные парами металла, с электродами на каждом конце.

В отличие от ламп накаливания, стандартные люминесцентные лампы имеют ломаный спектр .

Вместо относительно плавного смешения цветов инфракрасного до ультрафиолета стандартный люминесцентный свет имеет резкие полосы или шипы цвета — прежде всего в сине-зеленых областях.

Даже если глаз не заметит эти шипы, они может быть довольно очевидным на видео и в кино. Последние улучшения в CCD / CMOS видеокамеры, однако, уменьшили проблему.

КЛЛ или компактные люминесцентные лампы

Вт ith энергосберегающие компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), казалось бы, предназначенные чтобы заменить большинство вольфрамовых ламп в ближайшие годы, цветовая температура Характеристики этих ламп сейчас имеют большое значение в видеосъемке.

Большинство КЛЛ на рынке составляют от 2700 тыс. и 3000К, что сравнимо с лампой накаливания.

Однако «ярко-белый», «натуральный» или «дневные» КЛЛ также доступны в цвете выше по Кельвину. температуры: 3500K, 4100K, 5000K и 6500K.

Последний усиливает более холодные цвета — синий, зеленый и фиолетовый и тусклые красные и желтые.

Поскольку это люминесцентные лампы, они имеют нарушенный спектр, который может привести к неожиданным изменениям цвета пленки и видео.(Обратите внимание на обсуждение люминесцентных ламп ниже.)

До того, как лампы CFL будут использоваться в критических цветных работах, результат следует проверять на хорошем цветном мониторе. Если цветовой баланс не то, что вы хотите, вы должны заменить огни известных цветовых характеристик.

Люминесцентная лампа дневного света

U петь популярная люминесцентная лампа дневного света , например, то средняя цветовая температура для этой трубки составляет 6500 К.

Обратите внимание на то, что в зеленой области этой иллюстрации два «пика» в флуоресцентном спектре.

Эти высокоэнергетические всплески вызывают сине-зеленый слепок, который мы часто видим, когда снимаем при стандартном флуоресцентном освещении.

Поправка на «стандартный» флуоресцентный цвет

A хотя некоторые видеокамеры имеют люминесцентные фильтры, включенные в их фильтр колеса, они не могут полностью или последовательно решить цветовой баланс проблема стандартных люминесцентных ламп.

С одной стороны, существует около 30 различных люминесцентных ламп. пробирки, каждая из которых имеет немного разные цветовые характеристики. В по цветовой температуре они колеблются от 6500К до менее 3000К.

T стандартная люминесцентная лампа потребительского типа Лампа, вызывающая наименьшие проблемы с цветовой температурой, — это теплый белый флуоресцентный, 3050 К.

Несмотря на то, что флуоресцентный свет этого типа может материя выглядит слегка бледной и зеленоватой, обычно она дает удовлетворительные результаты — предполагая, что камера сбалансирована по белому на карте, и предполагая идеальная цветопередача — не цель.

Как и в случае с лампами КЛЛ, чтобы избежать непредсказуемого Эффекты видеооператоры, которые хотят точно воспроизводить оттенки кожи, просто выключите стандартные флуоресцентные лампы и установите собственное освещение. Это не только решает проблему с цветовой температурой, но придает свету до более приемлемого уровня.

Люминесцентные лампы с балансировкой цвета

T Обсуждение выше сосредоточено на стандартных люминесцентных лампах и их проблемы.

За последние годы как минимум два производителя люминесцентных ламп начали производить люминесцентные лампы высокой интенсивности, в которых используются специальные химические соединения для сглаживания обычно встречающихся пиков спектра в стандартных люминесцентных лампах.

Банки цвето-сбалансированных люминесцентных огни создают мягкий, практически лишенный теней свет на большой площади.

Этот тип света (показанный справа) становится все более популярным. популярность во многих студийных приложениях.

По сравнению с традиционным студийным освещением лампами накаливания, он генерирует гораздо меньше тепла и потребляет гораздо меньше энергии.

Однако, поскольку эти флуоресцентные банки не могут проецировать свет любое большое расстояние, их использование ограничено предметом, который относительно рядом с огнями.

Часто флуоресцентные банки с балансировкой цвета используются для всеобщее равномерное освещение и более направленные осветительные приборы затем добавляются как акцентные (ключевые) огни.

Другие типы газоразрядных ламп

O через типы газоразрядных ламп могут вызвать много более серьезные проблемы с цветом.

Один тип, натриевая лампа, используется в основном для уличное освещение, дает яркий желтовато-оранжевый, прерывистый спектр свет, который резко (и безнадежно) исказит цветовой баланс. Обратите внимание на фото выше.

O производительность при более высоком внутреннем давлении используются ртутные лампы. для больших внутренних помещений, например, спортзалов.

Хотя базовая цветовая температура колеблется от 3500К до 5900K, в зависимости от лампы, потому что эти лампы обычно имеют сильно изломанный спектр, они могут делать странные вещи с цветом.

Ртутные лампы часто смешивают с другими типами лампы для сглаживания цветового спектра, особенно при хорошем видео соображение.

T отсылает к человеческому атрибуту приблизительного согласованность цвета, многие проблемы с цветовой температурой, которые мы обсуждали может быть неочевидным для глаза.Но они могут создать серьезные проблемы для видео и фильм, когда вы пытаетесь сопоставить последовательные сцены во время редактирования.

Это всего лишь один вид технических проблема непрерывности (техническая несогласованность от сцены к сцене), которая вы можете столкнуться в видеопроизводстве.

Цветовой баланс телевизора и видеомонитора

B до не говоря уже о цветовой температуре, мы должны упомянуть фактор что следует учитывать при воспроизведении видео и киноизображений — цветовая температура, присущая телевизорам и цветным мониторам, отображающим Картины.

Можно подумать, что цель производителей телевизоров балансировать цветовую температуру экранов, чтобы они производили самые точные, «настоящие» цвета.

Не совсем так. Их цель — продавать телевизоры.

В выставочном зале напольные комплекты с перекосом в сторону синего выглядят ярче, а более яркие наборы продаются лучше.

Таким образом, телевизоры обычно имеют цветовую температуру 6000 до 9000 К, что явно не соответствует действительности.«

Так что если хотите «настоящую жизнь», а не просто «яркую» вам может потребоваться настроить регулятор оттенка на телевизоре, чтобы уменьшить цветовая температура.

Хотя можно получить «приблизительный» оттенок регулировка с помощью глаз, так как ваши глаза можно легко обмануть, если вы действительно хотите «реальной жизни» (как постановщики предполагается) подумайте о приобретении установочных дисков Blu-ray. Есть много доступных — некоторые становятся очень техничными и вовлеченными.

Один из лучших и наиболее удобных для пользователя — это Disney’s WOW, World of Wonder, который продается по цене около 25 долларов за два диска.

На веб-сайте Disney есть инструкция, которую вы следует проверить, прежде чем вкладывать деньги.

* Только для запись, режиссеры по свету и другие, кто снимает такие вещи очень серьезно настаивают на том, чтобы CCT, или Коррелированная цветовая температура — более точный и реалистичный эталон чем традиционная шкала Кельвина.Тем не менее, поскольку они обычно «скользят» и Говоря о характеристиках Кельвина, мы продолжим использовать этот традиционный обозначение.

А пока мы говорим о таких вещах, обозначение степени не является необходимо, когда вы используете термин Кельвин. Температурная шкала Кельвина основана на шкале Цельсия или Цельсия.

Адиабатические температуры пламени

Процесс горения без потери или увеличения тепла называется адиабатическим.

Температура адиабатического пламени для водорода, метана, пропана и октана — и других — с кислородом или воздухом в качестве окислителей в адиабатической реакции при постоянном давлении:

9128 9118 цетилен H ₂⁴⁾
n Бутан — C ₄ H _{10 ¹⁾} Циклоид 3904 3730 изо-пентан — C ₅ H _{12 ¹⁾} 90 072 2250

Топливо	Температура адиабатического пламени ( K )
	Кислород ^*) в качестве окислителя	Воздух в качестве окислителя
	Ацетальдегид	3817	2228
	Ацетон	3705	2253	3997	2607
Бензол — C ₆ H _{6 ³⁾}	3784	2363
3867 9007 7	2248
изобутан — C ₄ H _{10 ¹⁾}	3861	2246
Бутилен — C ₄ H _{81 8 2 )}	3867	2494
Дисульфид карбина		2257
Цианоген	4855	2596
Циклогексан	3865				2370
Декан	3833	2286
Этан — C ₂ H _{6 ¹⁾}	3903	2222
2238
Этилен — C ₂ H 9 1310 4 ²⁾	3932	2375
Гексан	3855	2238
Водород — H ₂	3473					— CH _{4 ¹⁾}	3953	2236
Метанол	3656	2222
Неопентан — C ₅ H _{12 912 912}	3850	2511
н-гексан — C ₁₀ H _{8 ¹⁾}	3682	2494
Нафталин 913 6 _{14 ⁴⁾}	3943	2533
Неогексан — C ₆ H _{14 ¹⁾}	3838	2508
н-гептан — C ₇ H _{16 1}	2469
Оксиран	3796	2177
н-Пентан — C ₅ H _{12 ¹⁾}	3848
3857	2508
н-пентен — C ₅ H _{10 912 912}	3865	2569
Пропан — C ₃ H _{8 ¹⁾}	2526
Пропилен- C ₃ H _{6 ²⁾}	3902	2528
Толуол — C ₇ H 812380 ₈₁₂₃₈₀	3786	2344
Триптан — C ₇ H _{16 ¹⁾}	3836	2497
p-ксилен H _{10 ³⁾}	3788	2483

*) Благодаря Maxwell Pisciotta за расчет адиабатических температур пламени с кислородом в качестве окислителя

1) 9128 Парафины или алканы
²⁾ Олефины или алкены
³⁾ Ароматические углеводороды
9038 0 ⁴⁾ Другие углеводороды

Реагенты входят в процесс горения при 25 ^o C (77 ^o F) и 1 атм Давление
Продукты выходят из процесса при 1 атм давление
горение является стехиометрическим без лишнего воздуха.

Избыточный воздух снижает адиабатическую температуру пламени и часто вводится, чтобы избежать превышения температур пламени пределов, установленных материалами в системе сгорания.

Метан составляет основную часть природного газа.

Температура самовоспламенения, пламя — Большая химическая энциклопедия

Температура самовоспламенения — это минимальная температура, необходимая для самоподдерживающегося горения при отсутствии внешнего источника воспламенения. Значение зависит от указанных условий испытаний. Пределы воспламеняемости (взрывоопасности) определяют диапазон концентрации пара в воздухе (в объемных процентах), при котором пламя может распространяться.Ниже нижнего предела воспламеняемости газовая смесь слишком бедная, чтобы гореть выше предела воспламеняемости, смесь слишком богатая. Дополнительные составы можно найти в Национальной ассоциации противопожарной защиты, Национальном справочнике по противопожарной защите, 14-е изд., 1991. [Pg.498]

Некоторые тесты и критерии, используемые для определения огнестойкости, можно найти в Hterature (9). Кроме того, испытания воспламенения от сжатия и горячего коллектора, как определено в MIL-H-19457 и MIL-H-5606, соответственно, испытание по фитилю, как определено в Федеральных стандартах 791, точка воспламенения по методу 352 и точка воспламенения, как определено в температуре самовоспламенения ASTM D92. как определено в ASTM D2155, и линейная скорость распространения пламени определяется в ASTM D5306.[Стр.263]

Инсинераторы с прямым пламенем. В сжигании прямого пламени, отходящие газы нагревают в топливе огнеупорной футеровки камеры до температуры самовоспламенения, где происходит окисление с или без видимого пламени. Пламя топлива способствует перемешиванию и воспламенению. Требуется избыток кислорода, поскольку при неполном окислении образуются альдегиды, органические кислоты, окись углерода, углеродная сажа и другие нежелательные материалы. [Стр.59]

Температура воспламенения или температура самовоспламенения — это минимальная температура горючей смеси, которая требуется для инициирования или возникновения самоподдерживающегося горения без воспламенения от внешнего источника энергии, такого как искра или пламя (ASTM D2155) .[Стр.96]

Волокно

PPS обладает отличной химической стойкостью. Только сильные окислители вызывают разложение. Как и следовало ожидать, исходя из присущих свойств резины, волокно PPS является огнестойким и имеет температуру самовоспламенения 590 ° C, как было определено в ходе испытаний в Институте текстильных исследований. Волокно PPS является отличным электрическим изолятором, оно находит применение в агрессивных средах, таких как фильтровальные мешки для фильтрации дымовых газов из угольных печей, фильтрующие материалы для фильтрации газов и жидкостей, электролизные мембраны, защитная одежда и композиты.[Pg.450]

Температура самовоспламенения — это минимальная температура, при которой вещество начинает самовозгорание на воздухе в отсутствие искры или пламени. Температура не ниже и в целом значительно выше температуры, соответствующей верхнему пределу воспламеняемости. Значительные различия могут иметь место в заявленных значениях, определенных разными процедурами. Для обеспечения безопасности следует принять наименьшее разумное значение. Значения также иногда приводятся для кислорода, а не для воздуха.[Pg.418]

Характеристики горения жидкого топлива аналогичным образом определяются мерой его способности поддерживать пламя. Двумя показателями характеристик горения жидкого топлива, особенно связанными с безопасностью, являются температура вспышки и температура самовоспламенения. Точка воспламенения — это максимальная температура, при которой жидкое топливо может поддерживаться в открытом сосуде, открытом на воздухе, до которого оно будет поддерживать пламя … [Pg.273]

Точки воспламенения (причина множества объяснена в параграфе 1.3) имеют то преимущество, что они связаны с точкой кипения, давлением и нижним пределом взрываемости. Это причина того, что точки воспламенения являются такими важными параметрами при оценке риска воспламенения жидкости или твердого вещества. Измерение точек воспламенения предполагает наличие пламени воспламенения газовой смеси. Тем не менее, контакта подходящей смеси вещества с воздухом с горячей поверхностью может быть достаточно, чтобы начать горение смеси. Температура самовоспламенения — это параметр, определяющий возможность воспламенения горючего материала при контакте с горячим веществом без наличия пламени.[Стр.35]

Температура самовоспламенения — это температура, при которой вещество загорается при отсутствии какого-либо источника возгорания (пламени, искры). … [Стр.71]

Топливо LHV HHV (МДж / кг) (МДж / кг) Стехиометрическое соотношение воздух / топливо (кг) Диапазон горючести (%) Мин. Температура самовоспламенения пламени (° C) Энергия (МДж) Температура (° C) … [Стр.9]

Для дистанционного розжига в условиях самовоспламенения прямой нагрев пламенем мал или равен нулю, поэтому критическая температура камеры должна быть больше или равно температуре самовоспламенения, e.грамм. около 400-600 ° C для обычного твердого топлива. [Pg.367]

Температура самовоспламенения (AIT) — самая низкая температура, при которой воспламеняющийся газ или паровоздушная смесь воспламеняется от собственного источника тепла или источника тепла по контракту без искры или пламени. [Стр.283]

Гидравлические жидкости обычно демонстрируют постоянный отклик цвета дыма, цвета пламени, температуры самовоспламенения и беловатого налета. [Стр.84]

Температура плавления и самовоспламенения для многих материалов известна, как и нормальная температура пламени.В таблице 8-1 приведены избранные температуры, представляющие интерес для многих исследователей. Сажа обычно не прикрепляется к поверхностям при температуре более 700 ° F (371 ° C). Следовательно, на участках с высокой интенсивностью пожара отложения сажи могут быть незначительными или отсутствовать. Температура пламени … [Pg.173]

Окись углерода — легковоспламеняющийся и ядовитый газ. Его пределы воспламеняемости в воздухе составляют от 12,5 до 74,2% по объему, а температура самовоспламенения 700 ° C. Взрывается при воздействии пламени. Реакции с межгалогенными соединениями, такими как пентафторид брома или оксиды галогенов, могут вызвать взрыв.Он образует взрывчатые вещества с натрием или калием, чувствительные к теплу и удару. [Стр.191]

Пламя / # e25822 цвет шестигранник

В цветовом пространстве RGB шестнадцатеричный # e25822 (также известный как «Пламя») состоит из 88,6% красного, 34,5% зеленого и 13,3% синего. Тогда как в цветовом пространстве CMYK он состоит из 0% голубого, 61,1% пурпурного, 85% желтого и 11,4% черного. Он имеет угол оттенка 16,9 градуса, насыщенность 76,8% и яркость 51%. Шестнадцатеричный цвет # e25822 может быть получен путем смешивания # ffb044 с # c50000.Ближайший цвет для веб-безопасности: # cc6633.

● # e25822 описание цвета: Ярко-оранжевый .

Шестнадцатеричный цвет # e25822 имеет значения RGB R: 226, G: 88, B: 34 и значения CMYK C: 0, M: 0,61, Y: 0,85, K: 0,11. Его десятичное значение 14833698.

Hex тройной	e25822	`# e25822`
RGB Десятичный	226, 88, 34	`RGB (226,88,34)`
RGB Процент	88,6, 34,5, 13,3	`rgb (88,6%, 34,5%, 13,3%)`
CMYK	0, 61, 85, 11
HSL	16.9 °, 76,8, 51	`HSL (16,9,76,8%, 51%)`
HSV (или HSB )	16,9 °, 85, 88,6
Веб-сейф	куб.см 6633	`# cc6633`

CIE-LAB	55,347, 51,344, 55,684
XYZ	35.144, 23,268, 4,154
xyY	0,562, 0,372, 23,268
CIE- LCH	55,347, 75,743, 47,322
CIE-LUV	55,347, 112,673, 42,916
Hunter-Lab	48,236, 45,638, 28,66
Двоичный	11100010, 01011000, 00100010

Разделение дополнительных цветов

# a23d15
```
  # a23d15   RGB (162,61,21)  
```
# b94518
```
  # b94518   RGB (185,69,24)  
```
# cf4e1b
```
  # cf4e1b   RGB (207,78,27)  
```
# e25822
```
  # e25822   RGB (226,88,34)  
```
# e56939
```
  # e56939   RGB (229,105,57)  
```
# e87a4f
```
  # e87a4f   RGB (232,122,79)  
```
# eb8b66
```
  # eb8b66   RGB (235,139,102)  
```

Монохромный цвет

Ниже вы можете увидеть цвета, близкие к # e25822.Набор связанных цветов может быть полезен, если вам нужна вдохновляющая альтернатива исходному выбору цвета.

# e22822
```
  # e22822   RGB (226,40,34)  
```
# e23822
```
  # e23822   RGB (226,56,34)  
```
# e24822
```
  # e24822   RGB (226,72,34)  
```
# e25822
```
  # e25822   RGB (226,88,34)  
```
# e26822
```
  # e26822   RGB (226,104,34)  
```
# e27822
```
  # e27822   RGB (226,120,34)  
```
# e28822
```
  # e28822   RGB (226,136,34)  
```

Подобные цвета Текст с шестнадцатеричным цветом # e25822

Этот текст имеет цвет шрифта # e25822.

   Текст здесь

# e25822 цвет фона

Цвет фона этого абзаца # e25822.

   Содержимое

# e25822 цвет границы

Этот элемент имеет цвет границы # e25822.

   Содержимое

CSS коды

 .текст {color: # e25822;}

  .background {background-color: # e25822;}

  .border {border: 1px solid # e25822;}

Оттенок достигается путем добавления черного к любому чистому оттенку, а оттенок создается путем смешивания белого с любым чистым цветом. В этом примере # 040201 — самый темный цвет, а # fdf5f2 — самый светлый.

# 040201
```
  # 040201   RGB (4,2,1)  
```
# 160803
```
  # 160803   RGB (22,8,3)  
```
# 270f05
```
  # 270f05   RGB (39,15,5)  
```
# 381507
```
  # 381507   RGB (56,21,7)  
```
# 4a1c0a
```
  # 4a1c0a   RGB (74,28,10)  
```
# 5b220c
```
  # 5b220c   RGB (91,34,12)  
```
# 6c290e
```
  # 6c290e   RGB (108,41,14)  
```
# 7e2f11
```
  # 7e2f11   RGB (126,47,17)  
```
# 8f3613
```
  # 8f3613   RGB (143,54,19)  
```
# a03c15
```
  # a03c15   RGB (160,60,21)  
```
# b24317
```
  # b24317   RGB (178,67,23)  
```
# c3491a
```
  # c3491a   RGB (195,73,26)  
```
# d5501c
```
  # d5501c   RGB (213,80,28)  
```

Оттенок Изменение цвета

# e25822
```
  # e25822   RGB (226,88,34)  
```
# e46533
```
  # e46533   RGB (228,101,51)  
```
# e77245
```
  # e77245   RGB (231,114,69)  
```
# e97f56
```
  # e97f56   RGB (233,127,86)  
```
# eb8c67
```
  # eb8c67   RGB (235,140,103)  
```
# ed9a79
```
  # ed9a79   RGB (237,154,121)  
```
# f0a78a
```
  # f0a78a   RGB (240,167,138)  
```
# f2b49b
```
  # f2b49b   RGB (242,180,155)  
```
# f4c1ad
```
  # f4c1ad   RGB (244,193,173)  
```
# f6cebe
```
  # f6cebe   RGB (246,206,190)  
```
# f9dbcf
```
  # f9dbcf   RGB (249 219 207)  
```
# fbe8e1
```
  # fbe8e1   rgb (251,232,225)  
```
# fdf5f2
```
  # fdf5f2   RGB (253 245 242)  
```