Hvorfor ved klikker. Generalisert repetisjon av programmateriell i fysikk i videregående skole i form av å løse illustrerte kvalitative problemer

Hvilke assosiasjoner har du til ordene «brenne ved»? En smeltet peis eller komfyr, et bål; behagelig varme og varme fra åpen ild; flygende gnister og selvfølgelig knitring. De færreste tenker på hvorfor veden sprekker. Avhengig av tresort og krympingsgrad, kan tømmerstokker enten lage nesten ingen akustisk støy, eller kontinuerlig suse, klikke, sprekke ... I stillhet brenner treet aldri ut.

Som barn elsket du kanskje bøker og TV-serier fra Fascinating Physics for Kids-serien. Enkle, dagligdagse hendelser i dem ble populært forklart empirisk. Prøv å gjenta et lignende elementært eksperiment fra barndommen.

Åpne en brennende komfyr eller sett deg ned ved et bål, og ta deretter en metalløse, øse eller skje opp ned til flammen. Metallets overflate vil snart bli dekket med dråper. Hvis du bringer oppvasken enda nærmere bålet, blir det svart av sot.

Dypp en brennende pinne i det dype karet minst to ganger. Flammen vil slukke, og hver gang raskere. Problemet er at karbondioksid samler seg i tanken. Vann, kull og gass – det er det haugen med ved i ovnen din til slutt blir til.

Det antas at god ved (som gir mye varme) bør tørkes før bruk inntil fuktighetsinnholdet i veden er ca 15-16 % (maksimalt tillatt er 25 %). Men selv det tørreste treet holder på fuktighet: dette er det såkalte "kapillære" vannet i cellehulrom, og "kolloidalt" i cellemembraner, og en svært liten mengde kjemisk bundet vann.

Når flammen blusser opp og veden er dekket med det første forkullede laget, blir alt vannet til damp. Det kontinuerlige knitringen av vedkubber i ovnen er ikke annet enn en serie ekte mikroeksplosjoner. Kullfibrene rives, og vanndamp bryter løs. Forkullede trefragmenter spretter av hverandre og gir høye klikk.

Kanskje hørte du kraftige smell under brannene. Dette var episodiske utslipp av varme pyrolysegasser - en prosess der termisk nedbrytning av trevirke til ulike kjemiske elementer skjer. Spesialister har til og med lært å varme opp ved på en spesiell måte uten luft (eller med begrenset tilgang) for ulike produksjonsbehov.

Så brennende tømmerstokker knitrer og, interessant nok, hver på sin egen måte. Legger du tørket bøkeved i ovnen, hører du knapt det kjente knitringen. Aspen vil knitre fredelig, mens furuen ganske enkelt vil "skyte" i flammen - den akkumulerte harpiksen vil bli frigjort fra hulrommene og fylle rommet med en behagelig eter.

Brenning av ved ikke bare "snakker" på sin egen måte, men har også andre særegne trekk. For eksempel bør den samme luktende furuen ikke brukes i en åpen peis - gnister vil fly. Det er bedre å brenne kirsebær- eller eplegrener der og nyte varmen og den behagelige aromaen. Hvis du bruker en hjemmebrann eller en badstue med en vedovn, sørg for å konsultere en spesialist før du høster ved.

Det er velkjent at når du brenner tømmerstokker (inkludert tømmerstokker av bygninger under brann), hveser, sprekker, klikker, "skyter" og til og med eksploderer. Det er mange årsaker til slike akustiske fenomener, og det ville være rart om veden var "stille" under forbrenningen.

Brennende tømmerstokker knitrer og, interessant nok, hver på sin egen måte. Legger du tørket bøkeved i ovnen, hører du knapt det kjente knitringen. Aspen vil knitre fredelig, mens furuen ganske enkelt vil "skyte" i flammen - den akkumulerte harpiksen vil bli frigjort fra hulrommene og fylle rommet med en behagelig eter.

Å brenne ved «snakker» ikke bare på sin egen måte, men har også andre særtrekk. For eksempel bør den samme luktende furuen ikke brukes i en åpen peis - gnister vil fly. Det er bedre å brenne kirsebær- eller eplegrener der og nyte varmen og den behagelige aromaen. Hvis du bruker en hjemmebrann eller en badstue med en vedovn, sørg for å konsultere en spesialist før du høster ved.

Akustisk støy under forbrenning kan deles inn i kontinuerlig og engangs (episodisk). Kontinuerlige lyder manifesteres i form av susing (under den turbulente utstrømningen av vanndamp og gassformige produkter pyrolyse fra porene i treet) og i form av en summing (fra turbulent flammeforbrenning). Betinget kontinuerlig støy inkluderer også den velkjente knitringen av tre under forbrenning, på grunn av sprø oppsprekking av trekull på tvers av fibrene, slik at karakteristiske knitring oppstår først etter at et forkullende lag har vist seg og tydelig indikerer begynnelsen av forbrenningen (og ikke bare rask tørking).

Episodiske klikk er forårsaket av tilbakeslag av fragmenter (flak) av forkullingslaget. I dette tilfellet fører enhver vridning til sprø oppsprekking av kulllaget. Så selv brennende papir begynner å "rasle" først etter forkulling og med obligatorisk krymping og bøying av den varme karbonresten. Og med forvrengning av massive tømmerstokker er skarpe spaltninger mulig, ikke bare i det forkullede laget, men også i tre, inkludert på grunn av trykket fra vanndamp og pyrolysegasser i dypet av treet. Utslipp av varme gasser er ledsaget av sprett og eksplosjoner under branner.

Årsakene til knitring av tre ved forbrenning er imidlertid ikke helt klare. Så, noen mener at slipt bjørk sprekker mye mindre enn osp under forbrenning, fordi bjørk har den minste forskjellen i tangentiell og radiell krymping (og derfor ikke deformeres), mens osp har størst. Samtidig sprekker ikke bøk med høy krympingsforskjell i det hele tatt under forbrenning. Derfor mener andre at jo hardere treverket er (og jo høyere strekkfasthet), jo mindre vil det sprekke. I alle fall sprekker lavfast gran veldig kraftig under forbrenning. Det er vanskelig å forstå og finne den sanne sammenhengen mellom sprekking under forbrenning og sprekking. Så steiner for kunstnerisk utskjæring er delt inn i sterkt sprekker (agnbøk, ask, lønn, bøk) og lett sprekker (gran, furu, gran, sedertre, lerk).

Osp regnes som ekstremt kontroversielt treverk blant folket. Hvis ved fra aske og bjørk brenner selv fuktig, så nykuttet "osp brenner ikke uten parafin." Osp høstes sjelden for ved, siden den (som furu) brukes til konstruksjon (spesielt tømmerhytter for bad). Det antas at osp er "ikke-kokende", gir "lite varme", brenner raskt i tørr tilstand og brenner sot ut av skorsteiner. Osp røyker lite, det har lenge vært "plukket en fakkel" til tenning, og nå lager de fyrstikker.

Ved brenning sprekker osp ("gnister", "små" sprekker), i motsetning til for eksempel furu, som sjelden sprekker, men kraftig ("skudd").

Som barn elsket du kanskje bøkene og TV-programmene fra Fun Physics for Kids-serien. Enkle, dagligdagse hendelser i dem ble populært forklart empirisk. Prøv å gjenta et lignende elementært eksperiment fra barndommen.

Dypp en brennende pinne i det dype karet minst to ganger. Flammen vil slukke, og hver gang raskere. Faktum er at karbondioksid samler seg i tanken. Vann, kull og gass - det er dette vedhaugen i ovnen din til slutt blir til.

Kanskje hørte du kraftige smell under brannene. Det var episodiske utslipp av varme gasser pyrolyse. Forenklet består forbrenningsprosessen av to stadier: pyrolyse av tre og forbrenning av produktene. Pyrolyse- dekomponering av komplekse organiske stoffer ved temperaturer opp til 450 °C. Samtidig frigjøres omtrent en fjerdedel av produktene umiddelbart i form av gasser: karbondioksid, hydrogen, metan og karbonmonoksid. Omtrent halvparten av vedmassen under forbrenning danner en væske som består av vann og ulike organiske stoffer, inkludert eddiksyre, alkoholer og andre forbindelser.

Men i en brann eller komfyr er disse væskene usynlige, siden de umiddelbart fordamper. Resten av massen danner trekull, bestående av 80–90 % karbon. Den er veldig porøs og ulmer på grunn av interaksjon med oksygen som trenger inn i porene. Hvis tømmerstokken brenner fra overflaten, varmes dens indre lag opp og pyrolyse starter i dem. De resulterende gassene samler seg mellom trelagene og river dem fra hverandre med en høy sprekk ettersom tykkelsen på det ytre laget krymper på grunn av gjennombrenning og trykket under øker på grunn av oppvarming. Og veden knitrer konstant på grunn av det faktum at veden tørker ut under påvirkning av varme og deformeres, noe som forårsaker ødeleggelsen av det sprø kullet som oppsto på tømmerstokkene under pyrolyse.

Spesialister har til og med lært å varme opp ved på en spesiell måte uten luft (eller med begrenset tilgang) for ulike produksjonsbehov.

Så brennende tømmerstokker knitrer og, interessant nok, hver på sin egen måte. Legger du tørket bøkeved i ovnen, hører du knapt det kjente knitringen. Ospen vil knitre fredelig, mens furuen ganske enkelt vil "skyte" i flammen - den akkumulerte harpiksen vil bli frigjort fra hulrommene og fylle rommet med behagelig eter.

Som barn elsket du kanskje bøker og TV-serier fra Fun for Kids-serien. Enkle, dagligdagse hendelser i dem ble populært forklart empirisk. Prøv å gjenta et lignende elementært eksperiment fra barndommen.

Så brennende tømmerstokker og, interessant nok, hver på sin egen måte. Legger du i tørket bøkeved, kan du nesten ikke høre det kjente knitringen. Ospen vil knitre fredelig, mens furuen ganske enkelt vil "skyte" i flammen - den akkumulerte harpiksen vil bli frigjort fra hulrommene og fylle rommet med behagelig eter.

Å brenne ved «snakker» ikke bare på sin egen måte, men har også andre særtrekk. For eksempel bør den samme luktende furuen ikke brukes i en peis - gnister vil fly. Det er bedre å brenne kirsebær- eller eplegrener der og nyte varmen og den behagelige aromaen. Hvis du bruker en hjemmebrann eller en badstue med en vedovn, sørg for å konsultere en spesialist før du høster ved.