|
Dagens Science : Ild |
09:18:11 |
 Hvad er ild lavet af? Vi ved, at det genererer varme og lys, men hvem har nogensinde undret sig over dets kemiske sammensætning eller stoffets tilstand. 
Animeret flamme.
Skitse af et bål med vanddamp.
Pejseild.
Mikroalger producerer ligesom alle andre planter ilt via fotosyntese. Over milliarder af år har det forhøjet iltkoncentrationen på Jorden og muliggjort åben ild.
Der findes en række plantearter, der kaldes pyrofytter, altså 'ildplanter'. De har tilpasset sig områder med hyppige skovbrande i en sådan grad, at deres frøkapsler faktisk skal udsættes for ild, før de åbner sig og sender frøene ud. For eksempel træ- og buskarten Banksia på billedet herover.
I en 400.000 år gammel hule i Israel, fandt man aske og forkullede dyreknogler. |
Videnskab om: Ild og flammer
Indholdsfortegnelse :Hvad er ild lavet af?Ilds kemiske sammensætning Hvorfor er ilden varm Appendix Den eneste planet med ild ? Ilden skabte vores samfund
Hvad er ild lavet af? 🔝En flamme er en blanding af dens brændstof, lys og de faste stoffer og gasser, der både danner ilden og produceres af den. Ufuldstændig forbrænding producerer sod, som hovedsageligt er kulstof.Ild er for det meste en tilstand af stof kaldet plasma. Dog består dele af en flamme af faste stoffer og gasser. Den nøjagtige kemiske sammensætning af brand afhænger af arten af brændstoffet og dets oxidationsmiddel. De fleste flammer består af kuldioxid, vanddamp, nitrogen og ilt. Ilds kemiske sammensætning 🔝Ild er resultatet af en kemisk reaktion kaldet forbrænding. På et bestemt tidspunkt i forbrændingsreaktionen, kaldet antændelsespunktet, dannes flammer. Normalt består flammer primært af kuldioxid, vanddamp, ilt og nitrogen.I den sædvanlige forbrændingsreaktion brænder et kulstofbaseret brændstof i luften (ilt). Potentielt indeholder ild kun gasser fra brændstoffet, kuldioxid, vand, nitrogen og ilt. Ufuldstændig forbrænding giver dog en lang række andre muligheder. Sod er en primær komponent i ufuldstændig forbrænding. Sod indeholder hovedsageligt kulstof, men der kan forekomme forskellige organiske molekyler. Andre gasser fundet i brand omfatter kulilte og nogle gange nitrogenoxider og svovloxider. En stearinlysflamme består af fordampet vand, kuldioxid, vand, nitrogen, ilt, sod varmt nok til at det er glødende, og lys/varme fra den kemiske reaktion. De gamle grækere og alkymister troede, at ild i sig selv var et grundstof sammen med jord, luft og vand. Den moderne definition af et grundstof relaterer sig dog til antallet af protoner et rent stof besidder. Ild består af mange forskellige stoffer, så det er ikke et grundstof. For det meste er ild en blanding af varme gasser. Flammer er resultatet af en kemisk reaktion, primært mellem ilt i luften og et brændstof, såsom træ eller propan. Ud over andre produkter producerer reaktionen kuldioxid, damp, lys og varme. Hvis flammen er varm nok, ioniseres gasserne og bliver til endnu en tilstand af stof : plasma. Afbrænding af et metal, såsom magnesium, kan ionisere atomerne og danne plasma. Denne type oxidation er kilden til det intense lys og varme fra en plasmabrænder. Hvorfor er ilden varm 🔝I en nøddeskal: Ild er varmt, fordi den energi, der er lagret i brændstof, frigives pludseligt. Den energi, der kræves for at starte den kemiske reaktion, er meget mindre end den energi, der frigives.Ild er en exoterm kemisk process, der udsender varme, fordi termisk energi frigives, som varme når kemiske bindinger brydes og dannes under en forbrændingsreaktion. Forbrænding omdanner brændstof og ilt til kuldioxid og vand. Energi er nødvendig for at starte reaktionen, bryde bindinger i brændstoffet og mellem oxygenatomer, men meget mere energi frigives, når atomer binder sammen til kuldioxid og vand. Der skal 3 ting til: 1) En passende mængde kulbrinter, evt. kun kul eller brint. 2) Ilt, evt. fra luften. 3) En tilpas høj start-temperatur ift. brænselsarten. Sprit kræver lavere start-temperatur en feks. stenkul. Brændstof + Ilt + Energi → Kuldioxid + Vand + Mere Energi Både lys og varme frigives som energi. Flammer er et synligt bevis på denne energi. Flammer består for det meste af varme gasser. Gløder gløder, fordi stoffet er varmt nok til at udsende glødende lys (meget som en komfurbrænder), mens flammer udsender lys fra ioniserede gasser (som en fluorescerende pære). Ildlys er en synlig indikation af forbrændingsreaktionen, men termisk energi (varme) kan også være usynlig. Appendix 🔝Den eneste planet med ild ? 🔝Ild kræver ilt (O2) for at kunne brænde. Som nævnt på forrige side er det en grundbestanddel af den kemiske proces, som ild er. Faktisk skal der i de fleste tilfælde være minimum 14 procent ilt i luften, for at der vil gå ild i typiske brændsler som papir eller træ. Iltindholdet i Jordens atmosfære er 21 procent, hvilket er perfekte forhold for ild. Indtil videre er Jorden den eneste kendte ‘brandbare' planet, hvor iltniveauet er højt nok til, at der kan gå ild i ting. (Flere gasser kræver mindre ilt for at brænde, så her er barren lavere.) Oxygen findes naturligt på mange planeter, men på Jorden er der sket det, at levende organismer, såsom planter og særlige bakterier, også producerer det aktivt.Det har hævet iltkoncentrationen til det usædvanligt høje niveau, vi har i dag, og som mange livsformer har udviklet sig til at være helt afhængige af. Denne iltproduktion begyndte i det stille for ca. 3,5 mia. år siden, men begyndte først rigtigt at hobe sig op i atmosfæren for ca. 1 mia. år siden – hvilket faktisk var et kæmpestort problem for mange daværende organismer. De var ikke vant til ilt og blev simpelthen forgiftet. Siden udviklede livet sig dog til at kunne udnytte iltmolekylerne, herunder fuldstændig iltafhængige pattedyr som os selv. I tidernes morgen kunne der derfor højst sandsynligt ikke opstå brande på Jorden. Der har så i stedet været en frygtelig masse lava på overfladen af den unge Jord, men det er noget ganske andet. Ilden skabte vores samfund 🔝Hvornår fandt de første mennesker ud af at bruge ild? Det er faktisk ikke helt defineret, for spor af egentlige bål er ikke helt nemme at kende fra naturlige afbrændingsspor. Der er fundet en række fordybninger i Østafrika, som bærer tegn på et begrænset område af ild og mulig afbrænding af organisk materiale. Sporene er ca. 1,5 mio. år gamle og tolkes af nogle arkæologer som første tegn på tidlige menneskers brug af ild.Der findes lignende, lidt nyere spor, bl.a. i en række huler i Sydafrika, hvor man er ret sikker på, at der har været tændt bål af tidlige mennesker for omkring 1 mio. år siden. F.eks. Wonderwerk-hulen, hvor to forskere på fotoet herunder t.v. ser på lag, der bærer præg af at have været brændt. Der er også tegn på det, der kaldes ‘regelmæssig ildbrug' i en 400.000 år gammel hule i Israel, hvor der lå aske og forkullede dyreknogler (foto t.v.). |
|
