Fogo

US Air Force aviadores do Engenheiro Civil 20 Squadron Fire Protection Voo neutralizar um incêndio ao vivo durante um exercício de treinamento de campo.

O fogo é o calor e a energia da luz libertado durante uma reacção química , em particular, uma reação de combustão. Dependendo das substâncias acesa, e quaisquer impurezas no interior, a cor do chama eo fogo de intensidade pode variar.

Química

Flaming incêndios

"Flaming" cocktails conter espíritos de alta prova que são inflamados antes do consumo.

Fogos flamejantes envolvem a oxidação química de um combustível ( combustão ou liberação de energia) com associados chama, calor e luz . A chama em si ocorre dentro de uma região de gás, onde reações exotérmicas intensas estão ocorrendo. Um reacção exotérmica é uma reacção química em que o calor e energia são libertadas como uma substância muda para uma forma química mais estável (no caso de fogo, normalmente gerar dióxido de carbono e água). Como as reações químicas ocorrem dentro do combustível que está sendo queimado, luz e calor são liberados. Dependendo da alteração química e física específica que tenha lugar dentro do combustível, a chama pode ou não emitem luz no espectro visível. Por exemplo, álcool queima ou queima do hidrogênio é geralmente invisível a olho nu, embora o calor emitido é enorme.

A chama visível tem pouca massa, e é composta de gases luminosos que emitem energia ( fótons ), como parte do processo de oxidação. A cor da chama é dependente do nível de energia dos fotões emitidos. Níveis de energia mais baixos produzem cores em direção à extremidade vermelha do espectro da luz enquanto os níveis mais elevados de energia produzir cores mais para a extremidade azul do espectro. As chamas mais quentes são branco na aparência. O cor de fogo também podem ser afectados por elementos químicos em a chama, tais como bário dando um verde cor da chama. A cor da chama depende também as partículas de carbono não oxidados. Em alguns casos, existe uma oxidação parcial de combustível, devido à falta de oxigénio na parte central da chama, em que as reacções de combustão ocorrem. Em tais casos, as partículas de carbono não oxidados quentes emitem radiação no espectro da luz, resultando em uma chama amarelo / vermelho, de tal modo que de uma lareira de casa comum.

Reação química

O tetraedro do fogo

Incêndios começar quando um inflamáveis e / ou um material combustível com uma oferta adequada de oxigênio ou de outra oxidante é submetido a suficiente calor e é capaz de sustentar uma reação em cadeia. Isto é comumente chamado de tetraedro do fogo. Nenhum fogo pode existir sem todos esses elementos estejam em vigor.

Uma vez acesa, uma reacção em cadeia deve ter lugar através do qual os incêndios pode sustentar o seu próprio calor, mediante um maior libertação de energia térmica no processo de a combustão e pode propagar, desde que haja um fornecimento contínuo de um oxidante e combustível.

O fogo pode ser extinto pela remoção de qualquer um dos elementos do tetraedro fogo. Extinção do fogo com a aplicação de actos de água através da remoção de calor do combustível de combustão mais rápido do que o gera. Aplicação de dióxido de carbono é destinado principalmente para morrer de fome o fogo de oxigênio. Um incêndio florestal pode ser combatido, iniciando incêndios menores de antecedência do incêndio principal, para privá-la de combustível. Outros agentes de extinção de incêndios gasosos, tais como halons ou HFC-227, interferem com a própria reacção química.

Chama

Um registro em chamas

A chama é um exotérmica, auto-sustentável, oxidando reacção química que produz energia e brilhante matéria quente, dos quais uma parcela muito pequena é plasma . Ele consiste em fazer reagir gases e sólidos visíveis e que emitem luz infravermelha, o espectro de frequência que depende da composição química dos elementos de gravação e produtos de reacção intermédios.

Em muitos casos, tais como a combustão de matéria orgânica, por exemplo madeira, ou a incompleta de gás de combustão, incandescentes partículas sólidas chamados fuligem produzir o familiar brilho vermelho-alaranjado de "fogo". Esta luz tem um espectro contínuo. A combustão completa do gás tem uma cor azul escura, devido à emissão de radiação de comprimento de onda único de várias transições de electrões nas moléculas excitadas formados na chama. Normalmente, o oxigênio está envolvido, mas hidrogênio queima em cloro também produz uma chama, produzindo de cloreto de hidrogénio (HCl). Outras combinações possíveis que produzem chamas, entre muitos outros, são flúor e hidrogênio , e hidrazina e tetróxido de azoto.

O brilho de uma chama é complexa. Radiação de corpo negro é emitida a partir de fuligem, o gás e as partículas de combustível, embora as partículas de fuligem são demasiado pequenos para se comportar como negros perfeitos. Há também fóton por emissão de-animado átomos e moléculas dos gases. Grande parte da radiação é emitida no visível e bandas de infravermelho. A cor depende da temperatura para a radiação de corpo negro, e sobre a composição química, para o Os espectros de emissão. A cor dominante em uma chama muda com a temperatura. A foto do incêndio florestal é um excelente exemplo desta variação. Perto do chão, onde a maioria queima está ocorrendo, o fogo é branco, a cor mais quente possível para material orgânico em geral, ou amarelo. Acima da região amarela, a cor muda para laranja, que é mais frio, então vermelho, que é mais frio ainda. Acima da região do vermelho, a combustão não ocorre, e as partículas de carbono não queimados são visíveis como fumaça negra.

A Aeronautics and Space Administration Nacional (NASA) do Estados Unidos descobriu recentemente que a gravidade desempenha um papel. Modificando a gravidade faz com que diferentes tipos de chama. A distribuição comum de uma chama, sob condições normais de gravidade depende convecção, como fuligem tende a subir para a parte superior de uma chama geral, como numa vela em condições normais de gravidade, tornando-se amarela. Em microgravidade ou gravidade zero, tal como um ambiente em o espaço, convecção não ocorre, ea chama se torna esférico, com uma tendência a tornar-se mais azul e mais eficiente (embora ele irá sair se não mudou de forma constante, como o CO ₂ da combustão não disperse na microgravidade, e tende a sufocar a chama). Existem várias explicações possíveis para esta diferença, de que o mais provável é que a temperatura é distribuída de forma uniforme o suficiente para que não se forma fuligem e ocorre uma combustão completa. Experimentos feitos por NASA revelam que chamas de difusão em microgravidade permitir mais fuligem para ser completamente oxidados depois de serem produzidos de chamas de difusão na Terra, por causa de uma série de mecanismos que se comportam de maneira diferente em microgravidade quando comparadas com as condições normais de gravidade. Essas descobertas têm potenciais aplicações em ciência e aplicada a indústria , especialmente em relação eficiência de combustível.

Em motores de combustão, são tomadas várias medidas para eliminar uma chama. O método depende, principalmente, se o combustível é o óleo de madeira, ou um combustível de alta energia, tal como combustível de jato.

As temperaturas típicas de incêndios e chamas

• Oxihidrogênico chama: 2000 ° C ou acima (3645 ° F)
• Bunsen queimador de chama: 1300-1600 ° C (2372-2912 ° F)
• Chama maçarico: 1300 ° C (2372 ° F)
• Chama da vela: 1000 ° C (1832 ° F)
• Latente cigarro:
  • Temperatura sem desenho: lado da porção iluminada; 400 ° C (750 ° F); meio da porção iluminada: 585 ° C (1110 ° F)
  • Temperatura durante desenho: meio da parte iluminada: 700 ° C (1290 ° F)
  • Sempre mais quente no meio.

Temperaturas de chamas por aparência

A temperatura das chamas com partículas de carbono emissores de luz pode ser avaliada pela sua cor:

• Vermelho
  • Apenas visível: 525 ° C (977 ° F)
  • Dull: 700 ° C (1290 ° F)
  • Cereja, monótono: 800 ° C (1470 ° F)
  • Cereja, completa: 900 ° C (1650 ° F)
  • Cereja, clara: 1000 ° C (1830 ° F)
• Laranja
  • Deep: 1100 ° C (2010 ° F)
  • Limpar: 1200 ° C (2190 ° F)
• Branco
  • Esbranquiçada: 1300 ° C (2370 ° F)
  • Brilho: 1400 ° C (2550 ° F)
  • Dazzling: 1500 ° C (2730 ° F)

Controlar o fogo

A fogo florestal

A capacidade de controlar o fogo era uma grande mudança nos hábitos dos primeiros seres humanos. Fazendo o incêndio para gerar calor e da luz tornou possível para que as pessoas cozinhar alimentos, aumentando a variedade e disponibilidade de nutrientes. O fogo também manteve predadores noturnos na baía. Arqueologia indica que os ancestrais ou parentes dos humanos modernos poderia ter controlado o fogo, já em 790 mil anos atrás. O Berço da Humanidade local tem evidência de fogo controlado 1-1,8 milhões de anos atrás.

Pelo Revolução Neolítica, durante a introdução de grãos baseado agricultura , pessoas de todo o mundo usam o fogo como uma ferramenta na paisagem de gestão. Estes fogos foram tipicamente queimaduras ou incêndios "cool" controlada, em oposição a "não controlados incêndios quentes" que danificam o solo. Fogos quentes destruir plantas e animais, e pôr em perigo as comunidades. Este é um problema especialmente nas florestas de hoje, onde a queima tradicional é impediram a fim de incentivar o crescimento das culturas de madeira. Super incêndios são geralmente realizadas na primavera e no outono. Eles clara rasteira, queimando biomassa que poderia provocar um incêndio quente deve ele ficar muito denso. Eles oferecem uma maior variedade de ambientes, que incentiva jogo e diversidade vegetal. Para os humanos, eles fazem, florestas densas traversable intransitáveis.

A primeira aplicação técnica do fogo pode ter sido a extracção e tratamento de metais. Existem inúmeras aplicações modernas de fogo. Em seu sentido mais amplo, o fogo é usado por quase todos os seres humanos na Terra em um ambiente controlado a cada dia. Usuários de veículos de combustão interna empregar fogo cada vez que eles dirigem. Térmico centrais fornecer eletricidade para uma grande porcentagem da humanidade.

O uso do fogo em guerra tem uma longa história . Grupos de caçadores-coletores de todo o mundo têm sido observados como a utilização de grama e incêndios florestais para ferir seus inimigos e destruir sua capacidade de encontrar comida, portanto, pode-se supor que o fogo foi usado na guerra, enquanto os seres humanos tiveram o conhecimento para controlá-la. Homer detalhou o uso do fogo pelo grego comandos que se esconderam em um cavalo de madeira para queimar Troy durante a guerra de Tróia . Mais tarde, o Bizantino frota utilizada Fogo grego para atacar navios e homens. Na Primeira Guerra Mundial, o primeiro moderno lança-chamas foram usados pela infantaria, e foram montadas com sucesso em veículos blindados na Segunda Guerra Mundial. Na última guerra, bombas incendiárias foram usadas por Eixo e Aliados igualmente, nomeadamente em Rotterdam, Londres, Hamburgo e, notoriamente, pelo Dresden, nestes dois últimos casos firestorms foram deliberadamente causado em que um anel de fogo ao redor de cada cidade foi desenhada para dentro por uma corrente ascendente causada por um conjunto central de incêndios. Os Estados Unidos Força Aérea do Exército também amplamente utilizado bombas incendiárias contra alvos japoneses nos últimos meses da guerra, devastando cidades inteiras construídas principalmente de madeira e de papel casas. Na Segunda Guerra Mundial , o uso de napalm e cocktails molotov foi popularizado, embora o primeiro não ganhou a atenção do público até que a Guerra do Vietnã . Mais recentemente muitas aldeias foram queimadas durante o genocídio ruandês .

Fogo e combustível

A estação de energia movida a carvão na República Popular da China

Cenário em chamas combustível libera energia utilizável. Madeira foi um combustível pré-histórico, e ainda é viável hoje. O uso de combustíveis fósseis , como petróleo , gás natural e carvão , em usinas de energia fornece a grande maioria de eletricidade do mundo de hoje; o Agência Internacional de Energia afirma que quase 80% da energia do mundo vem dessas fontes. O fogo numa estação de energia é usada para aquecer a água, criando vapor que move turbinas. As turbinas em seguida, girar um gerador elétrico para produzir energia.

Os restos sólidos unburnable de um material combustível à esquerda depois de um incêndio é chamado de clínquer, se o seu ponto de fusão é inferior à temperatura da chama, de modo que funde e em seguida solidifica enquanto arrefece, e de cinzas se o seu ponto de fusão é superior à temperatura da chama. A combustão incompleta de um combustível carbonáceo pode resultar na produção de fuligem.

Protecção contra incêndios e prevenção

A estrutura fogo

Serviços de combate a incêndios são fornecidos em áreas mais desenvolvidas para extinguir ou conter queimadas descontroladas. Treinado bombeiros usar caminhões de bombeiros, recursos de abastecimento de água, tais como rede de água e hidrantes ou eles podem usar A e classe B espuma, dependendo do que está alimentando o fogo. Uma matriz de outros equipamentos para combater a propagação de incêndios.

Prevenção de incêndios se destina a reduzir as fontes de ignição, e é parcialmente focada em programas para educar as pessoas de origem dos incêndios. Prédios, especialmente escolas e edifícios altos, muitas vezes realizar simulações de incêndio para informar e preparar os cidadãos sobre a forma de reagir a um incêndio do edifício. Propositadamente de iniciar incêndios destrutivos constitui fogo posto e é uma ofensa criminal na maioria das jurisdições.

Construção de modelos códigos exigem proteção passiva contra o fogo e sistemas activos de protecção contra incêndios para minimizar danos resultantes de um incêndio . A forma mais comum de protecção contra incêndios ativa é extintores de incêndio. Para maximizar a proteção de fogo passiva de edifícios, materiais de construção e móveis em países mais desenvolvidos são testados para de resistência ao fogo, combustibilidade e inflamabilidade. Estofados, carpetes e plásticos usados em e veículos vasos são também testados.

Classificações de incêndio

A fim de facilitar abordagens consistentes de extinção, e maximizar o ocupante e bombeiro segurança, os incêndios são classificados usando letras de código em muitos países. Abaixo encontra-se um quadro que mostra o padrão operado na Europa e Austrália contra o sistema utilizado nos Estados Unidos.

Queimada

Incêndio causa prejuízo em formas de queimaduras de primeira, segunda e de terceiro grau. A queimadura de primeiro grau os danos epiderme somente, quando uma queimadura de segundo grau passa a epiderme e derme. Uma queimadura de terceiro grau destrói tanto a epiderme e derme, e mata todos os receptores nervosos debaixo da pele. Um resultado comum de queimaduras de segundo e terceiro grau é de grandes quantidades de tecido de granulação, ou tecido de cicatriz, no local da pele queimada.

Usos práticos

A O fogo de ferreiro é usado principalmente para forjando ferro .

O fogo é ou foi usado:

• Para a luz, o calor (para cozinhar, sobrevivência e conforto), e proteção
• Como arma de guerra, especialmente durante tempos antigos e medievais, mas também usado em guerra moderna
• Para agricultura fogo-stick
• Para cremação
• Para a soldagem
• Para a celebração (como, velas de aniversário)
• Para back-queima no combate aos incêndios
• Para controlada queimam-offs para a prevenção incêndios florestais
• Para controlados burn-offs para limpar a terra para a agricultura