Bir şey nasıl yanar?

fire-graphic-750x1024Yeşil, sarı ya da turuncu… Sıcak, parlak ve dokunduğu her şeyi yakmak isteyen… Aynı zamanda etrafı aydınlatan, ısıtan, yemeklerinizi pişiren… Herkes ateşi bilir ancak ateş nasıl yanar, onu ne başlatır?

Ateş nedir?

Basitçe, ateş herhangi bir şeyin oksijen varlığında çok aşırı ısınması sonucu ortaya çıkan kimyasal bir reaksiyondur.

Yanma, yüksek sıcaklıkta gerçekleşen, yanma ürünü olarak gaz halinde madde meydana getiren ve görünür veya görünmez radyasyon yayan hızlı bir oksidasyon olayıdır.

Yanma oksijen varlığında gerçekleşen hızlı oksitlenmedir. Yanma olayı sırasında yanma için gerekli olan enerjiden daha fazla enerji ortaya çıkar. Yanma olayları ekzotermik yani ortama ısıveren olaylardır. Yakma işleminde eğer bir yakıt kullanımı söz konusu ise, bu yakıtın buharı ile oksijen birleşerek bir ateş kaynağı (kibrit, sigara vs.) vasıtasıyla yanmanın başlaması için gerekli olan en düşük sıcaklıkta (parlama noktası) alevlenme meydana gelir.

fire-triangle2Genellikle, bu kimyasal reaksiyon atmosferdeki oksijen ve bazı yakıt türleri (odun, benzin vs.) arasında gerçekleşir. Tabi ki odun ve benzin kendiliğinden tutuşmaz çünkü etrafları oksijen ile çevrelenmiştir. Yanma reaksiyonunun gerçekleşmesi için, maddenin kendi tutuşma sıcaklığına ulaşması gerekir.

Genel olarak parlama noktası ya da tutuşma sıcaklığı, yanma tepkimesinin başladığı sıcaklık olarak tanımlanabilir. Örneğin bir kibrit oldukça kolay yanar, çünkü kibritin yanan kısmı olan “uç” bölgesinde bulunan kimyasalların tutuşma sıcaklığı ortalama olarak 180 ˚C civarındadır. Kibriti, pürüzlü bir yüzeye hızla sürttüğünüzde, sürtünme sebebiyle bu kimyasalların sıcaklığı 180 ˚C eriştiği anda kibrit alev alarak yanar. Bir başka örnek olarak odun için bu sıcaklık 150˚C civarındadır; bu yüzden yakacak olarak sıklıkla odun kullanılır.

Odun nasıl alev alır?

  • Odun çok yüksek bir sıcaklığa kadar ısınır. Bu ısınma değişik kaynaklardan olabilir – yanan kibrit, odaklanmış ışık, sürtünme, şimşek çakması ya da yakınında yanan başka bir şey.
  • Odunun sıcaklığı yaklaşık 150 ˚C (300 ˚F) ye ulaştığında, bu sıcaklık odunun yapısında bulunan selüloz maddesini parçalamaya başlar.
  • Parçalanan, bozunan materyaller uçucu bir gaz açığa çıkarmaya başlar. Bu gaz bildiğimiz dumandır.
  • Bu uçucu gaz yeterince ısındığı zaman (odun için yaklaşık 260 ˚C (500 ˚F) ), molekül bileşenlerine ayrılmaya başlar ve atomlar oksijen, karbon dioksit ve diğer ürünlerle birleşerek yeniden şekillenmeye başlar. Diğer bir deyişle yanar.

337px-Campfire_closeupVe odun yanmayı sürdürür. Çünkü ateşin devamlılığını sağlayan gerçek, oluşan kimyasal reaksiyonun sürekli olarak ısı üretmesidir. Alevin sıcaklığı yakıtı sürekli tutuşma sıcaklığında tutar bu yüzden etrafta yakıt ve oksijen olduğu sürece yanmaya devam eder. Yanma devam ettikçe ortama salınan gazlarda ısınmaya başlar ve tutuşur, böylece alev yayılmaya başlar.

Tutuşma sıcaklığına erişemeden, daha yavaş ve alevsiz olarak süren yanma tepkimeleri olduğundan da bahsetmiştik. Bu tip yanma tepkimesine oksidasyon adını veriyoruz. Çünkü yanma, esasında oksijenin yanan kimyasal ile tepkimeye girmesidir. Örneğin paslanma sırasında demir atomları ile oksijen tepkimeye girer ve pas dediğimiz turuncumsu kahverengi kimyasal oluşur. Esasında bu da bir yanma tepkimesidir; ancak bu o kadar yavaş ve düşük sıcaklıklı bir yanmadır ki, paslı bölge, passız bölgelere göre sadece 1 ˚C civarında daha yüksek sıcaklığa sahip olur.

Yanma tepkimeleri sırasında yüksek miktarda ısı açığa çıkar ve bu sebeple etraftaki ortamın sıcaklığı giderek artar. Birkaç tipik yanma tepkimesi sırasında oluşan ateşin etrafındaki sıcaklığa göz atalım:

  • Kaynak Ateşi (Oksihidrojen alevi): 2000 ˚C ve üzeri
  • Bunsen Ocağı: 1300 – 1600 ˚C
  • Pürmüz Lambası: 1300 ˚C
  • Mum: 1000 ˚C
  • Sigara: İçe çekilmediği zamanlarda ortalama 500 ˚C, içe çekildiği zamanlarda 700 ˚C

Yakıtın ne kadar ısı üreteceği; yanma reaksiyonunda açığa çıkacak gazların enerjisine ve yakıtın ne kadar çabuk yandığına bağlıdır. Hatta yakıtın şekli bile yanma hızını etkiler. İnce ya da keskin parçalar, daha büyük parçalara göre daha çabuk yanar çünkü kütlelerinin daha büyük bir oranı oksijene maruz kalır.

Bu arada; farklı yakıtların alevleri, farklı hayvan türleri gibidir – hepsi biraz farklı davranırlar. Uzmanlar genellikle bir yangının nasıl başladığını, etrafını nasıl etkilediğini gözlemleyerek anlayabilirler. Hızlı yanan bir yakıtın yanması sonucu ortaya çıkan yüksek sıcaklıklar, yavaş yanan düşük sıcaklıklı ateşe göre daha farklı hasar ortaya çıkarır.

Kaynaklar:

1) http://www.humantouchofchemistry.com/how-do-things-catch-fire.htm
2) http://evrimagaci.org/makale/466
3) http://en.wikipedia.org/wiki/File:Campfire_closeup.jpg

Sizce faydalı mıydı?

Değerlendirme: 5 / 5. Oylayan: 1

Yorum Yap