Искра (огонь)
Искра – это раскаленная частица . [1] Искры могут образовываться пиротехникой , металлообработкой или побочным продуктом пожара , особенно при горении дерева .
Пиротехника
[ редактировать ]
В пиротехнике , древесный уголь и металлические сплавы , железные опилки , алюминий , титан такие как магналий . для создания искр могут использоваться [2] Количество и форма образующихся искр зависят от состава и пирофорности металла и могут быть использованы для определения типа металла путем искрового испытания . наличие углерода В случае с железом обязательно , как и в углеродистой стали — для больших искр лучше всего около 0,7%. Углерод взрывается в горячем железе, образуя красивые ветвящиеся искры. [3] Цвет искр, используемых в пиротехнике, определяется материалом, из которого они изготовлены, с возможностью добавления к определенным материалам различных химических соединений для дальнейшего влияния на цвет искр. Основной цвет искр ограничен красным/оранжевым, золотым (желтым) и серебряным (белым). [2] Это объясняется излучением света твердой частицей. Свет, излучаемый твердыми частицами, определяется излучением черного тела . Температура искры контролируется реакционной способностью металла. Металлы с более высокой реакционной способностью приводят к более горячим искрам. Электроотрицательность . оказалась полезным индикатором для оценки температуры и, следовательно, цвета искры [2] Чтобы добиться цветов, отличных от излучателей черного тела, необходимо сжигание металла в паровой фазе. Типичным примером является цинк с низкой температурой кипения 1180 К. Искры цинка имеют необычный голубовато-зеленовато-белый цвет. [2] Экзотические искры можно получить из порошка эрбия . Эти искры переключаются между горением в поверхностной и паровой фазе и, соответственно, между оранжевым (черное тело) и зеленым (специфическое для элемента) излучением. [4] Изменение цвета основано на средней температуре кипения эрбия, который сгорает лишь частично в паровой фазе.
Соседние редкоземельные элементы тулий , лютеций и иттрий также могут образовывать искры, меняющие цвет, хотя видимость обеих фаз одной и той же искры менее выражена из-за более низкой (Tm) или более высокой (Y, Lu) температуры кипения металл. [5] Сплавы, содержащие хотя бы один металл с низкой температурой кипения, можно использовать для контроля цвета искры. [6] Низкокипящий компонент испаряется и сгорает в паровой фазе, а носителем служит металл с высокой температурой кипения. В паровой фазе происходит яркое световое излучение, специфичное для элемента. Например, эвтектический сплав иттербия образует с медью длинные зеленые искры, а при горении силицида лития появляются длинные красные сегменты искр. [6] Продолжительность существования искры определяется начальным размером частицы, причем больший размер приводит к более продолжительной искре. [2]
металлы с низкой теплопроводностью Особенно хорошо искрят . Титан и цирконий особенно хороши в этом отношении и поэтому сейчас используются в фейерверках. Медь , с другой стороны, имеет высокую проводимость и поэтому плохо искрит. По этой причине сплавы меди, такие как бериллиевая бронза, используются для изготовления безопасных инструментов, которые не так легко искрят. [7]
Кремень и сталь
[ редактировать ]
Роберт Гук изучал искры, возникающие при столкновении куска кремня и стали . Он обнаружил, что искры обычно представляли собой частицы стали, которые раскалились докрасна и расплавились в шарики. [8] Эти искры можно использовать, чтобы зажечь трут и вызвать пожар. [9]
В колониальной Америке кремень и сталь использовались для разжигания огня, когда более простые методы не помогали. Обожженное белье обычно использовалось в качестве трута, чтобы поймать искру и разжечь огонь, но получение хорошей искры могло занять много времени. Вращающееся стальное колесо давало хороший поток искр при контакте с кремнем, а предназначенная для этого трутница называлась мельницей. [10]
В современной зажигалке или огнеупорной стали железо смешивается с церием и другими редкоземельными элементами, образуя сплав ферроцерия . При соскабливании легко возникают искры, и они горят горячее, чем сталь. Эта более высокая температура необходима для воспламенения паров жидкости для зажигалок . [11]
Металлообработка
[ редактировать ]
Искры расплавленного металла могут образовываться при нагревании металла в результате таких процессов, как бессемеровское преобразование железа в сталь или дуговая сварка .
Дуговая сварка использует электрическую дугу низкого напряжения и сильного тока между электродом и основным материалом для плавления металлов в точке сварки, что часто создает искры. Чтобы снизить риск ожогов, сварщики надевают толстые кожаные перчатки и куртки с длинными рукавами, чтобы избежать воздействия сильного тепла, пламени и искр. При точечной сварке металлические поверхности, находящиеся в контакте, соединяются под действием тепла от сопротивления потоку электрического тока. Из соединяемых деталей часто вылетают искры в виде капель расплавленного металла. [12] или резистивный нагрев точечной сварки . [13]
Пожары и искрогасители
[ редактировать ]
При пожаре могут возникать искры, поскольку восходящие потоки поднимают вверх частицы горящего топлива. Это было большой проблемой для паровозов , поскольку искры могли поджечь прилегающий ландшафт или даже сам поезд, особенно если в паровозе сжигались дрова, а не уголь . [14] разнообразные искрогасители . Чтобы предотвратить эту опасную неприятность, были изобретены и установлены [15]
Дымоходы и выхлопные трубы других двигателей, работающих на топливе, таких как паровые двигатели или двигатели внутреннего сгорания, также могут быть оборудованы искрогасителями, если при их работе возникает риск возгорания. Например, трейловый велосипед может быть оснащен центробежным пламегасителем, который улавливает раскаленные кусочки сажи . [16]
Символизм
[ редактировать ]
Значение искры как источника пламени или пожара ясно проявляется, например, в названии и девизе ленинской газеты « Искра ». Метафора искры часто использовалась в философии со времен стоицизма. [17] и, недавно, после Жака Лакана . «Творческую искру» стали считать присущей самой метафоре. [18] Хасидская философия содержит учение о святых искрах ( ницотот ) из каббалы Исаака Лурии , в котором существует обязанность собирать рассеянный свет творения. [19]
В Книге Иова ( Иов 5:7 ) написано: «Но человек рождается для скорби, как искры, летящие вверх». Использование здесь переводчиками короля Иакова слова « искры» является скорее поэтическим, чем буквальным. [20] Искры огня некоторые переводчики идентифицируют как сыновей Решефа – ханаанского божества молний и мора. [21]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Национальная ассоциация противопожарной защиты (2005 г.), «Глоссарий: Искра» , Руководство пользователя для NFPA 921 , Jones & Bartlett Learning, стр. 411, ISBN 978-0-7637-4402-1 , заархивировано из оригинала 16 декабря 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Кеннет Л. Косанке; Бонни Дж. Косанке (1999), «Генерация пиротехнической искры» , Журнал пиротехники : 49–62, ISBN 978-1-889526-12-6
- ^ Косанке, Кеннет (2004), Пиротехническая химия , ISBN 9781889526157 , заархивировано из оригинала 16 декабря 2017 г.
- ^ Ледерле, Феликс; Кох, Яннис; Хюбнер, Айке Г. (21 февраля 2019 г.). «Цветные искры». Европейский журнал неорганической химии . 2019 (7): 928–937. дои : 10.1002/ejic.201801300 . S2CID 104449284 .
- ^ Ледерле, Феликс; Кох, Яннис; Это позор, Вольфганг; Хюбнер, Айке Г. (31 января 2020 г.). «Искры, меняющие цвет, из порошков редкоземельных металлов» . Журнал неорганической и общей химии . 646 (2): 37–46. дои : 10.1002/zaac.201900300 .
- ^ Перейти обратно: а б Меммель, Филипп; Ледерле, Феликс; Сёфтье, Мартин; Кох, Яннис; Ли, Минджи; Шаде, Вольфганг; Хюбнер, Эйке Г. (2022). «Настройка внешнего вида искр с помощью бинарных металлических сплавов» . АСУ Омега . 7 (32): 28408–28420. дои : 10.1021/acsomega.2c03081 . ПМЦ 9386707 . ПМИД 35990440 .
- ^ Пер Энхаг (2004), Энциклопедия элементов , Джон Вили и сыновья, стр. 371, ISBN 978-3-527-30666-4 , заархивировано из оригинала 16 декабря 2017 г.
- ^ Роберт Гук (1780 г.), Микроскопические наблюдения , заархивировано из оригинала 16 декабря 2017 г.
- ^ Томас Вебстер; Миссис Уильям Паркс (1855 г.), Энциклопедия внутренней экономики , заархивировано из оригинала 16 декабря 2017 г.
- ^ Элис Морс Эрл (июль 2009 г.), Домашняя жизнь в колониальные дни , стр. 22–23, ISBN 978-1-4068-5143-4 , заархивировано из оригинала 16 декабря 2017 г.
- ^ Хейзел Россотти (2002), Огонь: Слуга, Плеть и Загадка , Courier Dover Publications, стр. 24, ISBN 978-0-486-42261-9
- ^ Финч, Ричард (2007). Справочник сварщика, переработанная версияHP1513: Руководство по плазменной резке, ацетилено-кислородной сварке, дуговой сварке, MIG и TIG сварке . HP Трейд. п. 34. ISBN 978-1-55788-513-5 .
- ^ Лоуренс Бауэр; Джеффус, Ларри Ф. (2009). Навыки, процессы и практика сварки для сварщиков начального уровня: Книга 2 . Дельмар Сенгадж Обучение. ISBN 978-1-4354-2790-7 .
- ^ Брайан Соломон (1998), «Горелки по дереву» , американский паровоз , издательство MBI, стр. 29, ISBN 978-0-7603-0336-8 , заархивировано из оригинала 16 декабря 2017 г.
- ^ Джон Х. Уайт (1980), «Дымовые трубы и искрогасители» , История американского локомотива , Courier Dover Publications, ISBN 978-0-486-23818-0 , заархивировано из оригинала 16 декабря 2017 г.
- ^ Салли Ф. Катлер (24 мая 2000 г.), Clymer Yamaha Pw50 Y-Zinger, Pw80 Y-Zinger и Bw80 Big Wheel, 1981–2002 гг ., с. 101, ISBN 9780892878284
- ^ Клайн Горовиц, Мэриэнн (1998). Семена добродетели и знаний . Издательство Принстонского университета.
- ^ Беннингтон, Джеффри (1988). Лиотар: Написание события . Издательство Манчестерского университета. п. 82. ИСБН 978-0-7190-2288-3 .
- ^ Луи Джейкобс (1995), «Святые искры» , Еврейская религия , Oxford University Press, стр. 249–251, ISBN 978-0-19-826463-7 , заархивировано из оригинала 23 ноября 2016 г.
- ^ Эндрю Брюс Дэвидсон (1862 г.), Грамматический и экзегетический комментарий к книге Иова , заархивировано из оригинала 16 декабря 2017 г.
- ^ Норман К. Хабель (1985), Книга Иова: комментарий , ISBN 978-0-664-22218-5