Многи природни процеси у бестежинском стању одвијају се врло различито. Како и зашто се то дешава, вреди разумети.
Како сагоревање долази у гравитацији?
Сагоревање је хемијска реакција током које долази до оксидације, ослобађа се велика количина топлоте и такође настају продукти сагоревања. Да би се ова реакција одвијала, мора се испунити неколико услова. За ватру је потребан кисеоник, запаљива супстанца, као и способност уклањања оксидационих продуката из зоне паљења.
Да бисте разумели како се овај процес одвија у познатим условима, можете размотрити паљење на примеру свеће. Ово ће вам помоћи да се даље упореди пламен у нултој гравитацији.
Дакле, свећа се састоји од памучног фитиљка, као и воска, парафина или стеарина. Верује се да пламен настаје услед паљења фитиљка, али у ствари то није тако. Испарења која окружују овај фитиљ директно се сагоревају. Сам навој је потребан да би запаљиву супстанцу усмеравао горе - у зону сагоревања.
Дакле, сви услови су испуњени: кисеоник је у ваздуху, постоји запаљива супстанца (восак), производи изгарања (угљен диоксид и водена пара) се уклањају из зоне. Последњи процес се објашњава чињеницом да се загрејани и мање густ ваздух диже, већи од хладног и истовремено одводи производе сагоревања. Ако се, на пример, свећа постави у високу посуду, тада ће престати да гори - ваздух ће се загревати исто.
Горење без тежине
Присутност гравитације доприноси стварању конвекционих струја - разлика између топлог и хладног ваздуха. Честице вруће чађе, уздижући се, емитују сјај. Стога пламен има такав издужени облик и може се узети у обзир.
Код нулте гравитације такви конвекциони токови се не јављају. Пошто се честице чађе не дижу, пламен свеће има облик сфере. Након кратког времена кисеоник у зони сагоревања свеће ће престати. Уместо тога, ствара се велика количина угљен-моноксида - угљен-моноксид. Паљење пламена наставит ће се неколико минута.
Такође је занимљива промена боје пламена. Под дејством гравитације, свећа гори углавном жутом бојом због вруће чађе. Температура сагоревања је 1227 - 1721 степен Целзијуса.
А у нулту гравитацију ватра нема довољно кисеоника, па се примећује такозвано "хладно" горење, чија је температура 227 - 527 степени Целзијуса. Чађа се формира у малим количинама, јер за то је потребно најмање 1000 степени. У овом случају се ослобађа водоник, због чега пламен поприма плави тон.
Интересантна чињеница: ако палите свећу и стално фиксирате на фотографији фазе њене паљења, можете приметити необичан феномен. Прво ће се упалити уобичајеном јарко жутом бојом, а затим ће пламен постати напола плав, а потом ће потпуно постати плав. Дакле, што мање кисика постаје, то ће пламен више засјати.
Проучавање понашања пламена у нултој гравитацији од великог је значаја за астронаутику. Научници и истраживачи спроводе различите експерименте у ту сврху. Помажу побољшању сигурности свемирских летелица и астронаута.
На пример, експерименти се изводе на броду Међународне свемирске станице у посебном одељку. Истраживачи су запалили мале капљице горива и посматрали њихово понашање. Сагоревање траје око 20 секунди. Кугла за гориво је окружена ватреном сфером пречника 2-4 мм.
Потребно је напоменути да када се видљиво сагоревање заврши, улази се врло „хладно“, што је врло тешко узети у обзир. Али ако доведете кисеоник или додате гориво, пламен ће се поново поново упалити.
Под нултом гравитацијом, пламен поприма облик сфере, јер се конвекциони токови не појављују због одсуства гравитације (у нормалним условима, топли ваздух се уздиже изнад хладног). Сагоревање се примећује кратко време. У почетку је пламен жут, али убрзо поприма плавкасту нијансу, а затим постаје потпуно плав. То је због чињенице да се кисеоник завршава и температура сагоревања значајно опада - на 227 - 527 степени Целзијуса. Такво сагоревање се назива „хладно“. У том се случају формира мало вруће чађе и ослобађа се водоника, што узрокује промјену боје ватре.