Pourquoi le feu est-il chaud? Quelle est la température?

Le feu est chaud car l'énergie thermique (chaleur) est libérée lorsque les liaisons chimiques sont rompues et se forment lors d'une réaction de combustion. La combustion transforme le carburant et l'oxygène en dioxyde de carbone et en eau. L'énergie est nécessaire pour démarrer la réaction, rompant les liaisons dans le carburant et entre les atomes d'oxygène, mais beaucoup plus d'énergie est libérée lorsque les atomes se lient ensemble au dioxyde de carbone et à l'eau.

Carburant + oxygène + énergie → dioxyde de carbone + eau + plus d'énergie

La lumière et la chaleur sont libérées sous forme d'énergie. Les flammes sont des preuves visibles de cette énergie. Les flammes sont principalement constituées de gaz chauds. Les braises brillent parce que la matière est suffisamment chaude pour émettre de la lumière incandescente (un peu comme un brûleur de poêle), tandis que les flammes émettent de la lumière à partir de gaz ionisés (comme une ampoule fluorescente). Firelight est une indication visible de la réaction de combustion, mais l'énergie thermique (chaleur) peut également être invisible.

Pourquoi le feu est chaud

En bref: le feu est chaud parce que l'énergie stockée dans le carburant est libérée soudainement. L'énergie nécessaire au démarrage de la réaction chimique est bien inférieure à l'énergie libérée.

Points clés à retenir: Pourquoi le feu est-il chaud?

• Le feu est toujours chaud, quel que soit le combustible utilisé.
• Bien que la combustion nécessite une énergie d'activation (allumage), la chaleur nette dégagée dépasse l'énergie requise.
• Briser la liaison chimique entre les molécules d'oxygène absorbe l'énergie, mais la formation des liaisons chimiques pour les produits (dioxyde de carbone et eau) libère beaucoup plus d'énergie.

Quelle est la chaleur du feu?

Il n'y a pas de température unique pour le feu car la quantité d'énergie thermique libérée dépend de plusieurs facteurs, notamment la composition chimique du combustible, la disponibilité de l'oxygène et la partie de la flamme mesurée. Un feu de bois peut dépasser 1100 degrés Celsius (2012 degrés Fahrenheit), mais différents types de bois brûlent à différentes températures. Par exemple, le pin produit plus de deux fois plus de chaleur que le sapin ou le saule. Le bois sec brûle plus chaud que le bois vert. Le propane dans l'air brûle à une température comparable (1980 degrés Celsius), mais beaucoup plus chaud en oxygène (2820 degrés Celsius). D'autres combustibles, tels que l'acétylène dans l'oxygène (3100 degrés Celsius), brûlent plus chaud que n'importe quel bois.

La couleur d'un feu est un indicateur approximatif de sa chaleur. Le feu rouge profond est d'environ 600-800 degrés Celsius (1112-1800 degrés Fahrenheit), le jaune orangé est d'environ 1100 degrés Celsius (2012 degrés Fahrenheit) et une flamme blanche est encore plus chaude, allant de 1300-1500 degrés Celsius (2400-2700 degrés Fahrenheit). Une flamme bleue est la plus chaude de toutes, allant de 1400 à 1650 degrés Celsius (2600 à 3000 degrés Fahrenheit). La flamme de gaz bleu d'un brûleur Bunsen est beaucoup plus chaude que la flamme jaune d'une bougie de cire!

Partie la plus chaude d'une flamme

La partie la plus chaude d'une flamme est le point de combustion maximale, qui est la partie bleue d'une flamme (si la flamme brûle à ce point). Cependant, la plupart des étudiants effectuant des expériences scientifiques sont invités à utiliser le haut de la flamme. Pourquoi? C'est parce que la chaleur monte, donc le sommet du cône de la flamme est un bon point de collecte pour l'énergie. De plus, le cône de la flamme a une température assez constante. Une autre façon de mesurer la zone de chaleur est de rechercher la partie la plus brillante d'une flamme.

Fait amusant: les flammes les plus chaudes et les plus cool

La flamme la plus chaude jamais produite était à 4990 degrés Celsius. Ce feu s'est formé en utilisant du dicyanoacétylène comme combustible et de l'ozone comme comburant. Un feu froid peut également être fait. Par exemple, une flamme d'environ 120 degrés Celsius peut être formée en utilisant un mélange air-carburant réglementé. Cependant, comme une flamme froide est à peine au-dessus du point d'ébullition de l'eau, ce type de feu est difficile à entretenir et s'éteint facilement.

Projets de feu amusants

En savoir plus sur le feu et les flammes en réalisant des projets scientifiques intéressants. Par exemple, apprenez comment les sels métalliques affectent la couleur des flammes en faisant du feu vert. Utilisez la chimie pour allumer un feu sans utiliser d'allumettes. Envie d'un projet vraiment passionnant? Essayez la respiration de feu.

La source

• Schmidt-Rohr, K (2015). "Pourquoi les combustions sont toujours exothermiques, produisant environ 418 kJ par mole d'O₂". J. Chem. Educ. 92 (12): 2094-99. Doi: 10.1021 / acs.jchemed.5b00333