Miksi polttopuu napsahtaa. Fysiikan ohjelmamateriaalin yleistetty toisto lukiossa kuvitettujen laadullisten ongelmien ratkaisemisen muodossa

Mitä assosiaatioita sinulla on sanoihin "polttopuiden polttaminen"? Sulatettu takka tai liesi, kokko; miellyttävä lämpö ja lämpö avoimesta tulesta; lentäviä kipinöitä ja tietysti rätintää. Harvat ihmiset ajattelevat, miksi polttopuu halkeilee. Puutyypistä ja sen kutistumisasteesta riippuen hirsi voi joko tuottaa lähes akustista ääntä tai jatkuvasti sihiseä, napsahtaa, halkeilla... Hiljaisuudessa puu ei pala koskaan.

Ehkä rakastit lapsena Fun Physics for Kids -sarjan kirjoja ja TV-ohjelmia. Yksinkertaiset, arkipäiväiset tapahtumat niissä selitettiin yleisesti empiirisesti. Yritä toistaa samanlainen alkeiskoe lapsuudesta.

Avaa palava liesi tai istu tulen äärelle ja tuo sitten metallikauha, kauha tai lusikka ylösalaisin liekkiin. Pian metallin pinta peittyy pisaroilla. Jos tuot astiat vielä lähemmäs tulta, se muuttuu mustiksi noesta.

Kasta palava tikku syvään astiaan vähintään kaksi kertaa. Liekki sammuu, ja joka kerta nopeammin. Ongelmana on hiilidioksidin kerääntyminen säiliöön. Vesi, hiili ja kaasu – sitä polttopuukasa uunissasi lopulta muuttuu.

Uskotaan, että hyvä polttopuu (joka antaa paljon lämpöä) tulee kuivata ennen käyttöä, kunnes puun kosteus on noin 15-16 % (maksimi sallittu 25 %). Kuivinkin puu kuitenkin säilyttää kosteuden: tämä on niin kutsuttua "kapillaarivettä" soluonteloissa ja "kolloidista" solukalvoissa ja hyvin pieni määrä kemiallisesti sidottu vesi.

Kun liekki leimahtaa ja polttopuut peittyvät ensimmäisellä hiiltyneellä kerroksella, kaikki vesi muuttuu höyryksi. Tukkien jatkuva rätiseminen uunissa on vain sarja todellisia mikroräjähdyksiä. Hiilikuidut repeytyvät ja vesihöyry vapautuu. Hiiltyneet puunpalat pomppaavat toisistaan ja aiheuttavat voimakkaita napsautuksia.

Ehkä tulipalojen aikana kuulit voimakkaita poksahduksia. Nämä olivat kuumien pyrolyysikaasujen episodisia päästöjä - prosessi, jossa puun lämpöhajoaminen erilaisiksi kemiallisiksi alkuaineiksi tapahtuu. Asiantuntijat ovat jopa oppineet lämmittämään puuta erityisellä tavalla ilman ilmaa (tai rajoitetulla pääsyllä) erilaisiin tuotantotarpeisiin.

Joten palavat puut rätisevät ja, mikä mielenkiintoista, kukin omalla tavallaan. Jos laitat kuivattuja pyökkipuita uuniin, tuskin kuulet tuttua rätintää. Haapa rätisee rauhallisesti, kun taas mänty yksinkertaisesti "ammuu" liekissä - kertynyt hartsi vapautuu onteloistaan ja täyttää huoneen miellyttävällä eetterillä.

Polttopuiden polttaminen ei vain "puhu" omalla tavallaan, vaan sillä on myös muuta erottuvia piirteitä. Esimerkiksi samaa tuoksuvaa mäntyä ei saa käyttää avotakalla - kipinät lentävät. Siellä on parempi polttaa kirsikan tai omenan oksia ja nauttia lämmöstä ja miellyttävästä aromista. Jos käytät kodin takkaa tai puukiukaan saunaa, ota yhteyttä asiantuntijaan ennen polttopuun korjuuta.

On hyvin tunnettua, että hirsiä poltettaessa (mukaan lukien rakennushirret tulipalon aikana) sihisevät, halkeilevat, napsauttavat, "ammuvat" ja jopa räjähtävät. Tällaisiin akustisiin ilmiöihin on monia syitä, ja olisi outoa, jos polttopuu olisi "hiljainen" palamisen aikana.

Palavat puut rätisevät ja, mikä mielenkiintoista, kukin omalla tavallaan. Jos laitat kuivattuja pyökkipuita uuniin, tuskin kuulet tuttua rätintää. Haapa rätisee rauhallisesti, kun taas mänty yksinkertaisesti "ammuu" liekissä - kertynyt hartsi vapautuu onteloistaan ja täyttää huoneen miellyttävällä eetterillä.

Polttopuiden polttaminen ei vain "puhu" omalla tavallaan, vaan sillä on myös muita erityispiirteitä. Esimerkiksi samaa tuoksuvaa mäntyä ei saa käyttää avotakalla - kipinät lentävät. Siellä on parempi polttaa kirsikan tai omenan oksia ja nauttia lämmöstä ja miellyttävästä aromista. Jos käytät kodin takkaa tai puukiukaan saunaa, ota yhteyttä asiantuntijaan ennen polttopuun korjuuta.

Akustinen melu palamisen aikana voidaan jakaa jatkuvaan ja kertaluonteiseen (episodiseen). Jatkuvat äänet ilmenevät sihisemisenä (vesihöyryn turbulentin ulosvirtauksen aikana ja kaasumaiset tuotteet pyrolyysi puun huokosista) ja humina (pyörteisestä liekin palamisesta). Ehdollisesti jatkuviin ääniin kuuluu myös puun hyvin tunnettu rätiseminen palamisen aikana, joka johtuu hiilen hauraasta halkeilusta kuitujen poikki, joten tyypillisiä rätimiä esiintyy vasta hiiltymiskerroksen ilmaantumisen jälkeen ja ne osoittavat selvästi palamisen alkamisen (eikä vain nopeaa). kuivaus).

Episodiset napsautukset johtuvat hiiltymiskerroksen palasten (hiutaleiden) pomppaamisesta. Tässä tapauksessa mahdollinen vääntyminen johtaa hiilikerroksen hauraaseen halkeilemiseen. Joten jopa palava paperi alkaa "kahisemaan" vasta hiiltymisen ja kuuman hiilijäännöksen pakollisen kutistumisen ja taivutuksen jälkeen. Ja massiivisten hirsien vääntyessä terävät halkeamat ovat mahdollisia paitsi hiiltyneessä kerroksessa, myös puussa, mukaan lukien vesihöyryn ja pyrolyysikaasujen paineen vuoksi puun syvyyksissä. Kuumien kaasujen päästöihin liittyy ponnahduksia ja räjähdyksiä tulipalojen aikana.

Puun rätisemisen syyt palamisen aikana eivät kuitenkaan ole täysin selviä. Joten jotkut uskovat, että hiottu koivu halkeilee paljon vähemmän kuin haapa palamisen aikana, koska koivulla on pienin ero tangentiaalisessa ja säteittäisessä kutistuksessa (ja siksi se ei väänty), kun taas haavalla on suurin. Samanaikaisesti pyökki, jolla on suuri kutistuvuusero, ei halkeile ollenkaan palamisen aikana. Siksi toiset uskovat, että mitä kovempi puu (ja mitä suurempi vetolujuus), sitä vähemmän se halkeilee. Joka tapauksessa heikkolujuinen kuusi halkeilee erittäin voimakkaasti palaessaan. On vaikea ymmärtää ja löytää todellista yhteyttä palamisen aikana tapahtuvan halkeilun ja halkeilun välillä. Joten taiteellisen kaiverruksen kivet jaetaan voimakkaasti halkeileviin (sarveispyökki, saarni, vaahtera, pyökki) ja heikosti halkeileviin (kuusi, mänty, kuusi, setri, lehtikuusi).

Haapaa pidetään erittäin kiistanalaisena puuna ihmisten keskuudessa. Jos tuhkasta ja koivusta peräisin oleva polttopuu palaa jopa kosteana, vasta leikattu "haapa ei pala ilman kerosiinia". Haapaa korjataan harvoin polttopuuksi, koska sitä (kuten mäntyä) käytetään rakentamiseen (erityisesti kylpyhirsimökkeihin). Uskotaan, että haapa on "ei-kiehuva", antaa "vähän lämpöä", palaa nopeasti kuivassa tilassa ja polttaa nokea savupiipuista. Aspen polttaa vähän, sitä on pitkään "kynitty taskulamppu" valaistukseen, ja nyt he tekevät tulitikkuja.

Poltettaessa haapa rätisee ("kipinöitä", "pieniä" halkeilee), toisin kuin esimerkiksi mänty, joka rätisee harvoin, mutta voimakkaasti ("versoja").

Ehkä rakastit lapsena Fun Physics for Kids -sarjan kirjoja ja TV-ohjelmia. Yksinkertaiset, arkipäiväiset tapahtumat niissä selitettiin kansan keskuudessa empiirisesti. Yritä toistaa samanlainen alkeiskoe lapsuudesta.

Kasta palava tikku syvään astiaan vähintään kaksi kertaa. Liekki sammuu, ja joka kerta nopeammin. Tosiasia on, että hiilidioksidia kertyy säiliöön. Vesi, hiili ja kaasu – tätä polttopuukasa kiukaassasi lopulta muuttuu.

Ehkä tulipalojen aikana kuulit voimakkaita poksahduksia. Kyse oli kuumien kaasujen episodisista päästöistä pyrolyysi. Yksinkertaistettuna polttoprosessi koostuu kahdesta vaiheesta: puun pyrolyysistä ja sen tuotteiden polttamisesta. Pyrolyysi- monimutkaisten orgaanisten aineiden hajoaminen lämpötiloissa 450 °C asti. Samaan aikaan noin neljännes tuotteista vapautuu välittömästi kaasuina: hiilidioksidi, vety, metaani ja hiilimonoksidi. Noin puolet puun massasta muodostaa palamisen aikana nestettä, joka koostuu vedestä ja erilaisista orgaanisista aineista, mukaan lukien etikkahappo, alkoholit ja muut yhdisteet.

Mutta tulessa tai uunissa nämä nesteet ovat näkymättömiä, koska ne haihtuvat välittömästi. Loput massasta muodostaa hiiltä, joka koostuu 80–90 % hiilestä. Se on erittäin huokoinen ja kytenyt johtuen vuorovaikutuksesta sen huokosiin tunkeutuvan hapen kanssa. Jos tukki palaa pinnalta, sen sisäkerrokset lämpenevät ja niissä alkaa pyrolyysi. Syntyvät kaasut kerääntyvät puukerrosten väliin ja repeilevät ne äänekkäällä halkeilulla, kun ulkokerroksen paksuus kutistuu läpipalamisen seurauksena ja alla oleva paine kasvaa kuumentamisen seurauksena. Ja polttopuu rätisee jatkuvasti, koska puu kuivuu lämmön vaikutuksesta ja muotoutuu, mikä aiheuttaa hauraan hiilen tuhoutumisen, joka syntyi tukkeihin pyrolyysin aikana.

Asiantuntijat ovat jopa oppineet lämmittämään puuta erityisellä tavalla ilman ilmaa (tai rajoitetulla pääsyllä) erilaisiin tuotantotarpeisiin.

Ehkä rakastit lapsena kirjoja ja TV-ohjelmia Fun for Kids -sarjasta. Yksinkertaiset, arkipäiväiset tapahtumat niissä selitettiin yleisesti empiirisesti. Yritä toistaa samanlainen alkeiskoe lapsuudesta.

Kasta palava tikku syvään astiaan vähintään kaksi kertaa. Liekki sammuu, ja joka kerta nopeammin. Tosiasia on, että hiilidioksidia kertyy säiliöön. Vesi, kivihiili ja kaasu – tätä polttopuukasa lopulta muuttuu.

Joten polttamalla tukkeja ja, mikä mielenkiintoista, kukin omalla tavallaan. Jos laitat kuivattuja pyökkipolttopuita, tuskin kuulet tuttua rätintää. Haapa rätisee rauhallisesti, kun taas mänty yksinkertaisesti "ammuu" liekissä - kertynyt hartsi vapautuu onteloistaan ja täyttää huoneen miellyttävällä eetterillä.

Polttopuiden polttaminen ei vain "puhu" omalla tavallaan, vaan sillä on myös muita erityispiirteitä. Esimerkiksi samaa haisevaa mäntyä ei saa käyttää tulisijassa - kipinät lentävät. Siellä on parempi polttaa kirsikan tai omenan oksia ja nauttia lämmöstä ja miellyttävästä aromista. Jos käytät kodin takkaa tai puukiukaan saunaa, ota yhteyttä asiantuntijaan ennen polttopuun korjuuta.