כולנו נתקלים באש כל העת. בחיי היומיום היא עוזרת לנו, אנו מתחממים לאורה, מבשלים באמצעותה, ומצד שני כאשר היא משתוללת ללא הבחנה היא יכולה לגורם לנזק רב. מהי האש? מהן הלהבות המרצדות?


דליקה ביער. תמונה זו נלקחה מוויקיפדיה

תהליך הבעירה הינו תהליך של חמצון. בתהליך זה החומר (נקרא לו מעתה דלק) מגיב כימית עם חמצן, ומתרכב עימו. אומנם לשם תחילת התגובה דרושה אנרגיה, אשר לרוב מגיעה מחום המסופק למערכת, אולם במהלך התגובה משתחרר חום, בכמות רבה מזה שהושקע על מנת להתחיל את התגובה. כאשר תהליך החמצון מתרחש באופן איטי מאוד, והחום שנוצר מסולק במהירות מהמערכת, מתקבלת תופעה שונה מאוד מבערה, הדוגמה הטובה לכך הינו התחמצנות של מתכות, שהיא למעשה החלודה המופיעה עליהן.

כאשר תהליך החמצון מתרחש באופן מהיר מאוד, החום הנפלט לא מסולק ביעילות והוא רק גורם לחמצון נוסף של חומר והתהליך הולך ומתעצם. כך מתרחש תהליך הבערה. עם כן לשם בערה צריכים שלושה מרכיבים - דלק, שהוא החומר הבוער, חמצן וחום. סילוק של אחד משלושת המרכיבים הללו ימנע את הבעירה (לדוגמה אם ניקח חומר דליק ביותר, ונשים אותו בתוך חמצן טהור, אך נדאג לקרר את הסביבה בה הם נמצאים כל העת, לא תיהיה בעירה).

אחד מהסממנים הברורים של בעירה הינה הלהבות המתמרות מעל החומר הבוער. קיימת נטיה להתבלבל ולחשוב כי הלהבות הללו הינן אנרגיה טהורה אשר בדרך כלשהי אנו מסוגלים להבחין בהם. למעשה הלהבות הינן גזים. בחום הרב הדלק מתחיל להתאדות והבערה הינה של הגזים הנפלטים מן הדלק. גזים אלו נפלטים בטמפרטורה גבוה מאוד ולכן הם זוהרים באור חזק. צבע הלהבות מעיד בראש ובראשונה על הטמפרטורה של הגזים הנפלטים, מאחר וכל גוף פולט אור בהתאם לטמפרטורה שלו (קרינת גוף שחור). בנוסף התבוננות מפורטת יותר בספקטרום הפליטה עשויה להעיד מהו החומר הנשרף. ככלל אצבע להבה אדומה מצביעה על טומפרטורה שבין 500 ל 1000 מעלות צלזיוס, להבה כתומה הינה בטמפרטורה של 1000-1200 מעלות צלזיוס ולהבה לבנה חזקה הינה בטמפרטורה של כ1200-1500 מעלות צלזיוס

מאחר והלהבות הינן גזים, ולא אנרגיה טהורה כלשהי, הן מצייתות לחוק הכבידה. לכן בערה על פני כדור הארץ תראה שונה מאוד מבערה בסביבה נטולת כח משיכה. לשם דוגמה נר הבוער על כדור הארץ מייצר להבה מוארכת הרחבה יותר בבסיס הבערה קרוב לנר מאחר וכח המשיכה מושך את אדי השעווה כלפי מטה. לעומת זאת אותו נר אשר י בער בחלל ייצר פשוט להבה בצורת כדור מאחר והגז יתפשט באופן שווה לכל כיוון.

כולנו יודעים שכאשר אנו מקרבים להבה לגוף דליק תתחיל בערה, וזאת משום שהלהבה החמה מספקת את החום הנדרש לתחילת תהליך החמון, אולם ללהבות ישנו גם תפקיד חשוב בהמשך תהליך הבערה עצמו, מאחר והם נושאות חום רב, הלהבות הן שמשיכות לספק את החום הנדרש כדי שתהליך הבערה ימשיך להתרחש במהירות. ללא להבות החום יתנדף במהירות מהמערכת, והבערה תפסק. הלהבות, הן שמאפשרות גם את התפשטות האש. כאשר הגזים החמים נישאים על ידי הרוחות ופוגשים בחומר דלק נוסף לפני שהם מספיקים להתקרר הם יכולים להצית אותו וכך לגרום להתפשטות האש.


מאחר והאש הינה תגובה כימית במהלכה דלק מתחמצן הדורשת חום ישנן ארבע דרכים לכבות אש

א) הרחקת הדלק - אם הדלק נגמר בין אם באופן טבעי כאשר האש מכלה אותו או על ידי הרחקתו מאזור השריפה, האש תכבה
ב) מניעת חמצן - אם נמנע מחמצן להגיע אל אזור הבערה הבערה תפסק. כך לדוגמה אם תניחו מיכל אטום ולא דליק מסביב לנר, תראו שלהבת הנר תכבה במהרה, מאחר ותהליך הבערה מכלה את החמצן הכלוא במיכל.
ג) קירור - אם נקרר את החומר הבוער לא יהיה מספיק חום לשם קיום תהליך החמצון והאש תכבה. למעשה זו הסיבה שהתזת מים על אש מביאים לכיבוייה. למים יש יכולת ספיגת חום גבוהה מאוד (קיבול חום גבוה) והם מסלקים ביעילות את החום מאזור הבערה
ד) מניעת התגובה הכימית החמצון על ידי חומרים מיוחדים המעכבים אותה (המכונים חומרים מעכבי בערה)

 

מאת: ירון גרוס
המחלקה לפיסיקה של חומר מעובה
מכון וייצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

6 תגובות

  • יהונתןא

    מה הטמפ' הממוצעת של שריפת

    מה הטמפ' הממוצעת של שריפת חומר אורגני - צמחי?
    או יותר ספציפי- מה הטמפ' ההממוצעת בשריפת צואה? זה לצרכי מחקר
    תודה מראש

  • אלה

    מה הטמפרטורה של להבה כחולה?

    מה הטמפרטורה של להבה כחולה? הבנתי שהיא הכי חמה. תודה!

  • אורי

    טמפרטורת גחלים

    שלום
    מה הטמפרטורה של גחלים לוחשות- כאלו שאנו משתמשים אתם לצליה במנגל?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןארז גרטי

    סדר גודל

    הי
    גחלים חמות (כאלו שאנחנו מקרבים את היד ומרחיקים מיד) הטמפרטורה שלהן היא בערך 300-500 מעלות, בעוד שגחלים שאנחנו מניחים מעליהם את היד למספר שניות יכולות להיות בטמפרטורה נמוכה בהרבה (אפילו 100 מעלות). בגדול מה שנהוג להשתשמש לצלייה זה איפשהו באמצע.

  • איתן

    אש

    שאלה להבהרה: האם ב"גחלים לוחשות" שצבען אדום אך לא רואים בהן את להבה או בגושי פחם בוערים שצבעם אדום החומר שבוער הוא גז שיוצא מהדלק במקרה זה העץ או הפחם? אם כן איך נוצר הגז הזה? מהתפרקות של העץ או הפחם?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןארז גרטי

    תשובה

    הצבע האדום נובע מטמפרטורה גבוהה מאוד בעוד שהלהבה הינה גזים לוהטים הנפלטים כתוצאה מהבערה של חומר הדלק. הגז הזה נוצר כתוצאה מאידוי חומרים דליקים.

    מקווה שעזרתי

    ארז