teplenkij (teplenkij) wrote in otrageniya,
teplenkij
teplenkij
otrageniya

Category:

По Фаренгейту – Цельсь! или горят ли рукописи?

брандмейстер

Образ горящих книг давно стал символом полного мракобесия и реакции. Вот о реакции я и предлагаю сегодня поговорить. О химической реакции горения. Если даже не брать книги, кто из нас не жег старые дневники, письма, тетради, отчеты или, как сказал поэт «полные патетики петиции к властям и разные билетики на вход ко всем чертям». Поскреб у себя по сусекам и собрал небольшой материал посвященный сжиганию фотографов бумаги.
Разумеется, у нас всякий вшивый интеллигент культурный человек помнит температуру, при которой «воспламеняется и горит бумага». Заголовок знаменитого романа – 451 градус по Фаренгейту, что соответствует примерно 233 градусам Цельсия. Многие вспомнят даже историю о том, что Рей Бредбери звонил в пожарную охрану, чтобы уточнить значение этой температуры.
А более продвинутые знатоки, вероятно, слышали историю о том, что в этой цифре 451 F есть некоторые сомнения.

Чаще всего говорят, что Бредбери перепутал шкалу Цельсия и Фаренгейта, т.е. бумага точно заполыхает при 451 0С
Вот ссылаются в интернетах на
"уважаемый справочник  «Handbook of Physical Testing of Paper By Jens Borch (2001)», в котором черным по белому написано «The ignition temperature of paper is about 450 degrees C, but it is somewhat dependent upon the paper quality. The ignition temperature is 450 degrees C for rayon fibers, 475 degrees C for cotton, and 550 degrees C for flame-resistant cotton (treated with N-methyl-dimethyl-phosphonopropionamide).» (Температура возгорания бумаги составляет около 450 °С, но немного зависит от качества бумаги. 450 °С – для вискозы, 475 °С – для хлопка, 550 °С для огнеупорного пропитанного хлопка)."
То есть, возможно, дело было так; Бредбери действительно позвонил в местную пожарную охрану и на том конце проснувшийся пожарный буркнул в трубку что-нибудь вроде: «Свыше 450 градусов, сэр. И не звоните сюда больше, вы же знаете, сколько у нас работы, сэ-эр». Один градус прибавился для надежности, а Фаренгейты появились автоматически, как дань старому доброму америкоцентризму.

Казалось бы, точка. Но если мы посмотрим ради интереса в других справочниках, например в справочнике «Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. М.: «Пожнаука», 2004». То увидим там цифру 230 С. Это около 446 градусов Фаренгейта. Учитывая погрешности расчетных методик в 5-6 градусов, мы практически точно попадаем в пресловутое значение 451 F. Так выходит, Бредбери ничего не напутал, как и тот пожарный, на другом конце провода, он действительно мог назвать похожую цифру!

бумага

А вот загорится ли при такой температуре бумага на самом деле – это уже другой вопрос, тем более что «бумаги вообще» сферической в вакууме, понятное дело, не существует. Даже на сильных пожарах приходилось видеть, как стопка газет, например, оставалась целой, в непосредственной близости от очага, сгорали газеты снаружи, бывало, занимались края, но большая часть стопки никак не страдала. Так что рукописи, действительно не горят, если не растаскивать их по листочку.
Откуда же берутся цифры в пожарных справочниках?
Fahrenheit_451_by_Bzirue17-00
"Следует при этом отметить, что результаты, получаемые при таких исследованиях, а также указанные в справочных изданиях сведения о свойствах веществ и материалов относятся только к чистым их образцам и, что весьма важно, строго к тем условиям испытаний, которые предусмотрены в стандартах. Однако специалистам в области противопожарной защиты и исследования пожаров хорошо известно, что любая физическая величина и тем более – пожароопасная характеристика (например, температура воспламенения) строго зависит от условий, в которых она получена. Если изменить хотя бы частично условия проведения испытаний, то будет получено и иное значение того же самого параметра."
Зернов С.И. «Задачи пожарно-технической экспертизы и методы их решения»

В современной физической химии под горением понимают сложный физико-химический процесс, основой которого является быстро протекающая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и ярким свечением. Избыток энергии на эти излишества нехорошие появляется тогда, когда при образовании новых химических связей в продуктах реакции выделяется больше энергии, чем требуется на разрыв химических связей в реагентах, такие реакции называют экзотермическими.  Горение же возникает тогда, когда происходит самоускорение вялых (при обычных условиях) химических превращений. Образно говоря, бумага даже у вас на письменном столе как бы слегка «горит», соединяясь с кислородом воздуха, но ме-е-едленно, ме-е-едленно, при этом взаимодействуют между собой только отдельные молекулы, поэтому выделяющееся небольшое количество тепла быстро рассеивается. Однако в наших силах дать реакции волшебного пенделя ускорение, результатом которого будет воспламенение.

По мере повышения температуры в месте нагрева число активных молодых и готовых к спариванию молекул около него растет, и выделение тепла в результате их взаимодействия увеличивается. При определенных температурных условиях (соответствующих т.н. температуре воспламенения) вблизи места нагрева создается такое положение, когда за единицу времени тепла выделяется больше, чем рассеивается. Это приводит к нагреву до температуры воспламенения соседних участков системы, от которых подобным же образом массовая активация молекул распространяется на другие участки и т.д. Результатом является резкое увеличение скорости процесса во всем реакционном пространстве, проявляющееся в возникновении пламени – потоке ионизированного газа (плазмы).
Это так называемый тепловой механизм воспламенения. Существует еще цепной механизм, но он больше характерен для жидкостных и газовых смесей, тогда как первый, как раз для твёрдых тел.
И в отличие от цепного, при котором скорость реакции растёт скачкообразно и температура воспламенения практически неизмерима, при тепловом воспламенении скорость реакции меняется более плавно и измерить температуру при которой «при которой воспламеняется и горит бумага» всё-таки можно, хоть и с оговорками, что и было сделано некими энтузиастами на просторах интернета.


Прибор для определения температуры воспламенения.

Коротко о полученых результатах:

"Линия потолще - вес образца в процентах (шкала справа потоньше - тепловой поток между печкой и образцом (вычисляется из разницы в температурах печки и тигля, шкала слева). Внизу - шкала температуры. Скорость нагрева - 10 градусов в минуту, на воздухе.
Видно, что кривая веса образца имеет несколько ступенек.
Сначала, при нагревании примерно до 100С, из бумаги улетает вода и вес немного уменьшается. Затем, градусов до 270, с бумагой ничего не происходит, вес остается постоянным. Выше этой температуры, начинается разложение целлюлозы и прочей органики с небольшим выделением тепла (первый пик на тонкой кривой) и значительным уменьшением массы. При этом образуется довольно много летучих продуктов разложения (чувствовалось по запаху) но самовозгорания не происходит. В результате, бумага темнеет и образуется обугленный материал, который таки да! загорается при температуре чуть выше 450 градусов (на графике - 454С) и дает второй пик тепловыделения. После сгорания, остается небольшое количество золы (около 3%) и дальше масса не меняется."


Итого, при использованной методике, ближе к телу оказалась величина в 451 градус Цельсия. Однако, пожарных справочников на свете много, возможны варианты...
Тем более, в качестве элемента геральдики, число 451 вполне себе подойдет, а начальство (на высочайшее утверждение которого принесут любой сакральный символ) вовсе не обязано лезть в такие дебри.
В общем, вопрос лучше всего замять для ясности. И подробно рассмотреть следствие из другой известной фразы литературного персонажа: «Рукописи не горят». Раз рукописи, как правило, пишут на бумаге, мы, руководствуясь простой логикой, неизбежно придём к выводу, что бумага вообще не горит. Для экспериментальной проверки данного утверждения предлагается использовать какой-нибудь пожарно-технический справочник.
Tags: !Наука, teplenkij, Британские ученые доказали, Университет сообщества, Физика на пальцах, Эксперимент
Subscribe
promo otrageniya апрель 14, 06:25 67
Buy for 40 tokens
Привет всем участникам Отражений и нашим гостям! С настоящего момента вступают в силу изменения в правила, поэтому прошу авторов ознакомиться с нижеследующим. 1. Каждый участник может опубликовать один пост в день. Чтобы иметь возможность публиковать до трех тем в день, участник должен соблюсти…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 9 comments