Ugnies sutramdymas yra vienas iš svarbiausių žmogaus civilizacijos vystymosi etapų. Sėdėdami prie laužo pajuntame jo šilumą, matome dūmus ir skraidančias kibirkštis, kartais girdime plyšius, kurie atrodo kaip ypatinga ugnies kalba.
Jei atsisakysime mitinių konstrukcijų ir rimtai susimąstysime apie klausimą, kodėl malkos įtrūksta į ugnį, atsakymas iškart nekils į galvą net suaugusiam ir išsilavinusiam žmogui. Pabandykime spręsti šį reiškinį remiantis moksliniais faktais.
Įdomus faktas: Įvairių rūšių medienos malkos įtrūkinėja skirtingais būdais. Aspenui būdingas garsus, niūrus garsas, pušis ne tik garsiai sprogo, bet ir skleidžia dervos kvapą, skraido daug kibirkščių, tą patį poveikį galima pastebėti deginant eglę, kedrą, eglę, maumedį. Gerai išdžiovinta buko mediena paprastai išsiskiria „tyla“, o traškučiai, jei tokių yra, yra silpni.
Cheminiai procesai laužo viduje
Akustinius triukšmus degimo metu galima klasifikuoti pagal jų trukmę - nuolatinį ir vientisą. Žmogus gali išgirsti ne tik nuolatinį įtrūkimą, bet ir stiprius „šūvius“ ir net sprogimus. Negalima sakyti, kad šių reiškinių prigimtį lemia tik vienas cheminis procesas, tokių pokyčių ir sąveikos kompleksas įvyksta iškart ugnies viduje. Kurioje yra drėgmė, oras, šiluma. Svarbiausias poveikis yra galimybė patekti į deguonies ugnį.
Retkarčiais paspaudimai gali turėti ne tik cheminę, bet ir mechaninę kilmę - esant aukštai temperatūrai atskiri fragmentai atšokia nuo medienos, ji nukenčia. Karštų dujų išmetimas iš rąsto gali būti girdimas kaip garsus popsas.
Įdomus faktas: mokslininkai išmoko šildyti medį neturėdami prieigos prie oro (arba labai ribotų atsargų), panaši technologija aktyviai naudojama gamyboje. Šis šildymo būdas leidžia generuoti daug daugiau šilumos.
Apibūdinto akustinio poveikio tūris priklauso nuo medienos medžiagos susitraukimo laipsnio - bukas praktiškai neskilinėja, kiekvienam medžiui pagal stiprų šiluminį poveikį priskiriamas savas delamacijos koeficientas. „Ląsteliniame lygyje“ plyšį galima paaiškinti taip - karštos dujos užpildo medienos daleles ir daro joms didelį spaudimą iš vidaus, nes „ląstelės“ sprogo kaip balionas, kuriame buvo pumpuojamas per didelis oro kiekis. Tokių „ląstelių“ yra milijonai, ir, stebint gaisrą, jie sukuria girdimus garsus.
Nesvarbu, kaip gerai buvo džiovintos malkos, net ir naudojant šiuolaikines technologijas neįmanoma iš jų visiškai išgauti drėgmės. Tas pats bukas traškėja bet kokiu atveju, tik labai, labai tyliai. Jos ląstelės sprogo veikdamos besiplečiančius vandens garus. Verdanti derva taip pat plečiasi ir sukuria garsą. Tokius cheminius procesus nesunku įsivaizduoti verdant kibirą vandens virš ugnies - daugybė burbuliukų, sprogusių verdančio skysčio paviršiuje, yra tai, kas vyksta medžio rąsto viduje.
Mokslinis paaiškinimas, kodėl malkos trūkinėja gaisre
Mums pažįstami ir pažįstami reiškiniai grindžiami sudėtingais cheminiais procesais. Supaprastintą laužo deginimą galima suskirstyti į dvi pagrindines stadijas - terminį medienos junginių skaidymą (pirolizę) ir likusių medžiagų sunaikinimą. Pirmojo srautui reikalinga iki 450 ° C temperatūra, šiame etape aktyviai išsiskiria dujos (anglies monoksidas, anglies dioksidas, metanas, vandenilis), įvairūs skysčiai (alkoholio junginiai, rūgštys). Liekamoji medžiaga „iškrenta“ anglies pavidalu, kuri, priklausomai nuo medienos rūšies, gali sudaryti 85% anglies. Tuomet ugnis ją naikina ir tik lėčiau.
Įtrūkimas, kurį girdime, yra medienos sluoksnių suplėšymas dujomis, prasiskverbiančiomis į rąstą - tai aktyvaus junginių terminio skilimo pasekmė. Akmens anglies įtrūkimai, kurie susidaro vykstant šiam cheminiam procesui. Įtrūkimai gali atsirasti dėl rąsto deformacijos esant stipriam karščiui.