آتش چیست؟
لنا سرِ شام شمعی روشن می‌کند. شعله نور و گرما می‌دهد و شمع کم‌کم کوتاه‌تر می‌شود. بعد از شام شمع را فوت می‌کند و رشته‌ی باریکی از دود بالا می‌رود. شعله چیست، چه چیزی را می‌سوزاند، و چرا خاموش می‌شود؟
سوختن یک واکنش است
شعله مثل سنگ یک چیز نیست. شعله رخدادی است که دارد اتفاق می‌افتد: یک واکنش شیمیایی. در درس «ساختنِ ماده‌ی تازه» دیدیم که واکنش، واکنش‌دهنده‌ها را به فراورده‌هایی تازه تبدیل می‌کند و اغلب گرما یا نور می‌دهد. سوختن (burning) واکنشی است که هر دو را به مقدار زیاد می‌دهد.
این واکنش دو واکنش‌دهنده لازم دارد. اولی سوخت (fuel) است: ماده‌ای که می‌سوزد، مثل چوب، موم یا گازِ اجاق. دومی اکسیژن (oxygen) است، گازی که حدود یک‌پنجمِ هوای دور و برمان را می‌سازد. وقتی شمع می‌سوزد، مومِ آن با اکسیژن واکنش می‌دهد و به دو فراورده‌ی تازه تبدیل می‌شود: کربن دی‌اکسید و بخار آب. هر دو گازهایی نادیدنی‌اند و در اتاق پخش می‌شوند. برای همین شمع کوتاه‌تر می‌شود: مومش دارد به گاز تبدیل می‌شود.
موم + اکسیژن ← کربن دی‌اکسید + بخار آب (و گرما و نور)
شعله همان گازِ داغ و درخشانی است که این واکنش در آن انجام می‌شود.
مثلث آتش
آتش برای روشن شدن به چیز سومی هم نیاز دارد: گرما. شمع خودبه‌خود روشن نمی‌شود، با این‌که موم و هوا همیشه با هم در تماس‌اند. کبریت گرمای اول را می‌دهد، و بعد از آن خودِ شعله آن‌قدر گرما می‌سازد که روشن بماند.
پس آتش سه چیز لازم دارد: سوخت، اکسیژن و گرما. این را به شکل مثلث آتش (fire triangle) می‌کشند که هر ضلعش یکی از این سه است.
هر ضلع را که بردارید، آتش خاموش می‌شود. همه‌ی راه‌های خاموش کردن آتش همین کار را می‌کنند:
- سوخت را بگیرید: وقتی مومِ شمع تمام شود، شعله می‌میرد. آتش‌نشان‌ها گاهی جلوی آتش‌سوزی جنگل نواری از زمین را پاک می‌کنند تا آتش چیزی برای سوختن نداشته باشد.
- اکسیژن را بگیرید: گذاشتن درِ قابلمه روی روغنی که آتش گرفته، یا انداختن پتوی نسوز، نمی‌گذارد هوا به آتش برسد.
- گرما را بگیرید: آب آتشِ اردو را آن‌قدر خنک می‌کند که دیگر نتواند بسوزد.
وقتی لنا شمعش را فوت می‌کند، نفسش شعله‌ی داغ را از فتیله دور می‌کند و خنکش می‌کند، و واکنش می‌ایستد.
در خانه امتحان کنید
- همراه یک بزرگ‌تر: شمع کوتاهی را در بشقابی بگذارید و از او بخواهید روشنش کند.
- از او بخواهید شیشه‌ی مربای بزرگی را وارونه و آهسته روی شمع پایین بیاورد تا کاملاً آن را بپوشاند.
- چند ثانیه شعله را تماشا کنید.
شعله کوچک‌تر می‌شود و خاموش می‌شود، چون شمع بخش بزرگی از اکسیژنِ درون شیشه را مصرف کرده و هوای تازه نمی‌تواند به آن برسد. یکی از ضلع‌های مثلث از میان رفته است.
مراقب باشید
این کار را فقط همراه یک بزرگ‌تر انجام دهید. مو، آستین و کاغذ را از شعله دور نگه دارید، و صبر کنید شیشه خنک شود و بعد به آن دست بزنید.
واژه‌های این درس
- سوختن - واکنشی شیمیایی که در آن سوخت با اکسیژن واکنش می‌دهد و گرما و نور می‌دهد
- سوخت - ماده‌ای که می‌سوزد، مثل چوب، موم یا گاز
- اکسیژن - گازی در هوا که سوخت برای سوختن به آن نیاز دارد
- مثلث آتش - سه چیزی که آتش لازم دارد: سوخت، اکسیژن و گرما
ایده‌ی اصلی
آتش واکنشی شیمیایی میان سوخت و اکسیژن است که با گرما شروع می‌شود. سوخت، اکسیژن یا گرما را بگیرید تا آتش خاموش شود.