Daugelis natūralių procesų nesvarumo būsenoje vyksta labai skirtingai. Kaip ir kodėl taip atsitinka, verta suprasti.
Kaip degimas vyksta gravitacijos metu?
Degimas yra cheminė reakcija, kurios metu vyksta oksidacija, išsiskiria didelis šilumos kiekis, atsiranda degimo produktai. Kad ši reakcija įvyktų, turi būti įvykdytos kelios sąlygos. Gaisrui reikalingas deguonis, degi medžiaga, taip pat galimybė pašalinti oksidacijos produktus iš uždegimo zonos.
Norėdami suprasti, kaip šis procesas vyksta žinomomis sąlygomis, galite apsvarstyti deginimą žvakės pavyzdžiu. Tai padės dar labiau palyginti liepsną esant nuliniam sunkio laipsniui.
Taigi, žvakę sudaro medvilninis dagtis, taip pat vaškas, parafinas ar stearinas. Manoma, kad liepsna susidaro dėl dagio užsidegimo, tačiau iš tikrųjų taip nėra. Šią dagtį supančios dūmai tiesiogiai deginami. Pats siūlas reikalingas tam, kad degioji medžiaga būtų nukreipta aukštyn - į degimo zoną.
Taigi įvykdytos visos sąlygos: ore yra deguonies, yra degiosios medžiagos (vaško), degimo produktai (anglies dioksidas ir vandens garai) pašalinami iš zonos. Pastarasis procesas paaiškinamas tuo, kad šildomas ir ne toks tankus oras pakyla, yra didesnis nei šaltas, ir tuo pačiu pašalina degimo produktus. Jei, pavyzdžiui, žvakė dedama į aukštą indą, ji nustos degti - oras visur įkais vienodai.
Nesvarus deginimas
Gravitacijos buvimas prisideda prie konvekcinių srovių susidarymo - skirtumo tarp šilto ir šalto oro. Karštos suodžių dalelės, kylančios aukštyn, skleidžia švytėjimą. Todėl liepsna turi tokią pailgą formą ir gali būti laikoma.
Esant nuliniam gravitacijai, tokie konvekcijos srautai nevyksta. Kadangi suodžių dalelės nepakyla aukštyn, žvakės liepsna turi rutulio formą. Po neilgo laiko žvakės degimo zonoje pasibaigs deguonis. Vietoj to susidaro didelis anglies monoksido kiekis - anglies monoksidas. Liepsna degs keletą minučių.
Taip pat domina liepsnos spalvos pasikeitimas. Veikiant sunkio jėgai, žvakė dažniausiai dega geltonai dėl karštų suodžių. Degimo temperatūra yra 1227 - 1721 laipsniai Celsijaus.
O esant nuliniam sunkio laipsniui, ugnis neturi pakankamai deguonies, todėl pastebimas vadinamasis „šaltis“ deginimas, kurio temperatūra yra 227 - 527 laipsniai Celsijaus. Suodžiai susidaro nedideliais kiekiais, nes tam reikia bent 1000 laipsnių. Tokiu atveju išsiskiria vandenilis, dėl kurio liepsna įgauna mėlyną atspalvį.
Įdomus faktas: jei uždegate žvakę ir ant nuotraukos nuolat nustatote jos deginimo stadijas, galite pastebėti neįprastą reiškinį. Pirmiausia jis užsidegs įprasta ryškiai geltona spalva, tada liepsna taps pusiau mėlyna, o tada visiškai pasidarys mėlyna. Taigi, kuo mažiau deguonies, tuo daugiau liepsnos.
Astronautikai didelę reikšmę turi liepsnos elgsenos esant nuliniam gravitacijai tyrimas. Šiuo tikslu mokslininkai ir tyrėjai vykdo įvairius eksperimentus. Jie padeda pagerinti erdvėlaivių ir kosmonautų saugumą.
Pavyzdžiui, eksperimentai yra atliekami Tarptautinėje kosminėje stotyje specialiame skyriuje. Tyrėjai padegė mažus lašelius degalų ir stebėjo jų elgesį. Deginimas trunka apie 20 sekundžių. Kuro rutulį supa ugninga rutulys, kurio skersmuo yra 2–4 mm.
Pažymėtina, kad pasibaigus matomam degimui, prasideda „šaltis“, o tai labai sunku įvertinti. Jei tiekiate deguonies ar dedate degalų, liepsna iškart vėl užsidega.
Esant nuliui, liepsna įgauna rutulio formą, nes konvekcijos srautai neatsiranda dėl gravitacijos nebuvimo (normaliomis sąlygomis karštas oras pakyla aukščiau šalčio). Deginimas stebimas trumpą laiką. Iš pradžių liepsna yra geltona, tačiau netrukus ji įgauna melsvą atspalvį, o vėliau tampa visiškai mėlyna. Taip yra dėl to, kad baigiasi deguonis ir degimo temperatūra smarkiai sumažėja - iki 227 - 527 laipsnių Celsijaus. Toks degimas vadinamas „šaltu“. Tokiu atveju susidaro šiek tiek karštų suodžių ir išsiskiria vandenilis, dėl kurio keičiasi ugnies spalva.