تحدث العديد من العمليات الطبيعية في حالة انعدام الوزن بشكل مختلف جدًا. كيف ولماذا يحدث هذا يستحق الفهم.
كيف يحدث الاحتراق في الجاذبية؟
الاحتراق هو تفاعل كيميائي يحدث خلاله الأكسدة ، ويتم إطلاق كمية كبيرة من الحرارة ، كما تحدث منتجات الاحتراق. حتى يحدث هذا التفاعل ، يجب تلبية العديد من الشروط. تتطلب النار الأكسجين ، وهي مادة قابلة للاحتراق ، بالإضافة إلى القدرة على إزالة منتجات الأكسدة من منطقة الاشتعال.
لفهم كيفية حدوث هذه العملية في ظروف مألوفة ، يمكنك التفكير في الحرق بمثال الشمعة. هذا سوف يساعد على مقارنة اللهب في انعدام الجاذبية.
لذلك ، تتكون الشمعة من فتيل القطن ، وكذلك الشمع أو البارافين أو ستيارين. ويعتقد أن اللهب يتشكل بسبب اشتعال الفتيل ، ولكن هذا ليس كذلك في الواقع. يتم حرق الأدخنة المحيطة بهذا الفتيل مباشرة. الخيط نفسه مطلوب من أجل توجيه المادة القابلة للاحتراق إلى أعلى - في منطقة الاحتراق.
وبالتالي ، يتم استيفاء جميع الشروط: الأكسجين في الهواء ، وهناك مادة قابلة للاحتراق (الشمع) ، يتم إزالة منتجات الاحتراق (ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء) من المنطقة. يتم تفسير العملية الأخيرة بحقيقة أن الهواء الساخن والأقل كثافة يرتفع ، أعلى من البرد ، وفي نفس الوقت يحمل منتجات الاحتراق. على سبيل المثال ، إذا تم وضع شمعة في حاوية عالية ، فسوف تتوقف عن الاحتراق - سيسخن الهواء نفسه في كل مكان.
حرق الوزن
يساهم وجود الجاذبية في تكوين تيارات الحمل الحراري - الفرق بين الهواء الدافئ والبارد. جزيئات السخام الساخنة ، ترتفع ، تنبعث منها توهج. لذلك ، فإن اللهب له شكل ممدود ويمكن اعتباره.
في الجاذبية الصفرية ، لا تحدث مثل هذه التدفقات الحرارية. نظرًا لأن جزيئات السناج لا ترتفع ، فإن لهب الشمعة له شكل كرة. بعد وقت قصير ، سينتهي الأكسجين في منطقة حرق الشمعة. بدلاً من ذلك ، يتم تكوين كمية كبيرة من أول أكسيد الكربون - أول أكسيد الكربون. سيستمر حرق اللهب لعدة دقائق.
أيضا من المهم تغيير لون اللهب. تحت تأثير الجاذبية ، تحترق الشمعة بشكل أساسي باللون الأصفر بسبب السخام الساخن. درجة حرارة الاحتراق هي 1227 - 1721 درجة مئوية.
وفي الجاذبية الصفرية ، لا تحتوي النار على ما يكفي من الأكسجين ، لذلك لوحظ ما يسمى بالحرق "البارد" ، ودرجة حرارته 227 - 527 درجة مئوية. يتم تشكيل السخام بكميات صغيرة ، لأن هذا يتطلب 1000 درجة على الأقل. في هذه الحالة ، يتم إطلاق الهيدروجين ، والذي يكتسب اللهب صبغة زرقاء.
حقيقة مثيرة للاهتمام: إذا كنت تضيء شمعة وتثبت باستمرار على الصورة مراحل حرقها ، يمكنك ملاحظة ظاهرة غير عادية. أولاً ، سيضيء باللون الأصفر الساطع المعتاد ، ثم يصبح اللهب نصف أزرق ، ثم يتحول إلى اللون الأزرق بالكامل. وبالتالي ، كلما قل الأكسجين ، كلما زادت ظلال اللهب.
تعتبر دراسة سلوك اللهب في انعدام الجاذبية ذات أهمية كبيرة لعلماء الفضاء. يقوم العلماء والباحثون بإجراء تجارب مختلفة لهذا الغرض. فهي تساعد على تحسين سلامة المركبات الفضائية ورواد الفضاء.
على سبيل المثال ، يتم إجراء التجارب على متن محطة الفضاء الدولية في مقصورة خاصة. قام الباحثون بإشعال النار في قطرات صغيرة من الوقود ومراقبة سلوكهم. يستمر الحرق لمدة 20 ثانية. كرة الوقود محاطة بدائرة نارية بقطر 2-4 مم.
من الجدير بالذكر أنه عندما ينتهي الاحتراق المرئي ، فإن "البرد" يبدأ في الظهور ، وهو أمر يصعب للغاية مراعاته. ولكن إذا قمت بتزويد الأكسجين أو إضافة الوقود ، فإن اللهب يشتعل مرة أخرى على الفور.
تحت الجاذبية الصفرية ، يأخذ اللهب شكل كرة ، حيث لا تظهر تدفقات الحمل الحراري بسبب غياب الجاذبية (في الظروف العادية ، يرتفع الهواء الساخن فوق البرد). لوحظ حرقان لفترة قصيرة. في البداية ، يكون اللهب أصفر ، ولكن سرعان ما يأخذ لونًا مزرقًا ، ثم يصبح أزرقًا تمامًا. هذا يرجع إلى حقيقة أن الأكسجين ينتهي وينخفض درجة حرارة الاحتراق بشكل ملحوظ - إلى 227 - 527 درجة مئوية. يسمى هذا الاحتراق "بارد". في هذه الحالة ، يتم تشكيل القليل من السخام الساخن ويتم تحرير الهيدروجين ، مما يتسبب في تغيير لون النار.
