Mange naturlige prosesser i en tilstand av vektløshet forekommer veldig forskjellig. Hvordan og hvorfor dette skjer er verdt å forstå.
Hvordan oppstår forbrenning i tyngdekraften?
Forbrenning er en kjemisk reaksjon hvor oksidasjon skjer, en stor mengde varme frigjøres, og det oppstår også forbrenningsprodukter. For at denne reaksjonen skal finne sted, må flere betingelser være oppfylt. Brann krever oksygen, et brennbart stoff, samt evnen til å fjerne oksidasjonsprodukter fra tenningssonen.
For å forstå hvordan denne prosessen skjer under kjente forhold, kan du vurdere å brenne med eksemplet på et stearinlys. Dette vil bidra til å sammenligne flammen ytterligere i tyngdekraft.
Så består stearinlyset av en bomullsvek, i tillegg til voks, parafin eller stearin. Det antas at flammen er dannet på grunn av tenningen av veken, men dette er faktisk ikke slik. Dampene av stoffet som omgir denne veken, brenner direkte. Selve tråden er nødvendig for å lede det brennbare stoffet opp - inn i forbrenningssonen.
Dermed er alle betingelser oppfylt: oksygen er i luften, det er et brennbart stoff (voks), forbrenningsprodukter (karbondioksid og vanndamp) fjernes fra sonen. Den siste prosessen forklares med det faktum at oppvarmet og mindre tett luft stiger, høyere enn kaldt, og samtidig fører bort forbrenningsprodukter. Hvis for eksempel et stearinlys plasseres i en høy beholder, vil det slutte å brenne - luften vil varme det samme overalt.
Vektløs forbrenning
Tilstedeværelsen av tyngdekraft bidrar til dannelse av konveksjonsstrømmer - forskjellen mellom varm og kald luft. Varme sotpartikler, som stiger opp, avgir en glød. Derfor har flammen en så langstrakt form og kan vurderes.
I tyngdekraften forekommer ikke slike konveksjonsstrømmer. Siden sotpartiklene ikke stiger opp, har lysflammen form som en kule. Etter kort tid slutter oksygen i brennssonen til stearinlyset. I stedet dannes en stor mengde karbonmonoksid - karbonmonoksid. Forbrenningen av flammen vil fortsette i flere minutter.
Også av interesse er fargeforandringen på flammen. Under tyngdekraften brenner stearinlyset hovedsakelig i gult på grunn av den varme soten. Forbrenningstemperaturen er 1227 - 1721 grader celsius.
Og i tyngdekraft har ikke brannen nok oksygen, så den såkalte "forkjølelsen" brennes observeres, hvis temperatur er 227 - 527 grader celsius. Sot dannes i små mengder, siden dette krever minst 1000 grader. I dette tilfellet frigjøres hydrogen, på grunn av hvilken flammen får en blå fargetone.
Interessant fakta: hvis du tenner et stearinlys og konstant fikser på fotografiet stadiene av dets brenning, kan du merke et uvanlig fenomen. Først vil den lyse opp med den vanlige lyse gule fargen, deretter blir flammen halvblå, og deretter helt blå. Så mindre oksygen blir, jo mer skygger flammen.
Studiet av atferden til flamme i null tyngdekraft er av stor betydning for astronautikk. Forskere og forskere utfører forskjellige eksperimenter for dette formålet. De bidrar til å forbedre sikkerheten til romfartøyer og astronauter.
Eksempelvis blir eksperimenter utført om bord på den internasjonale romstasjonen i et spesielt rom. Forskere setter fyr på små dråper drivstoff og observerer deres oppførsel. Burning varer omtrent 20 sekunder. En drivstoffkule er omgitt av en brennende sfære med en diameter på 2-4 mm.
Det er bemerkelsesverdig at når synlig forbrenning slutter, setter den veldig "kalde" seg inn, noe som er veldig vanskelig å vurdere. Men hvis du tilfører oksygen eller tilfører drivstoff, blusser flammen øyeblikkelig opp igjen.
Under tyngdekraft tar flammen formen på en kule, siden konveksjonsstrømmer ikke vises på grunn av fravær av tyngdekraft (under normale forhold stiger varm luft over kaldt). Forbrenning observeres i kort tid. Til å begynne med er flammen gul, men tar den snart på seg en blåaktig fargetone, og blir deretter helt blå. Dette skyldes det faktum at oksygen slutter og forbrenningstemperaturen synker betydelig - til 227 - 527 grader celsius. Slik forbrenning kalles "kald". I dette tilfellet dannes det litt varm sot og hydrogen frigjøres, noe som forårsaker en forandring i brannens farge.