почему вода тушит огонь

Почему вода тушит огонь с точки зрения науки

Человечество научилось пользоваться огнем около 790 000 лет назад. С научной точки зрения огонь является химической реакцией между горючим материалом и окислителем, которая проходит с выделением энергии в виде тепла и света. Почему вода тушит огонь, ответит данная статья.

Условия возникновения огня

Поскольку огонь представляет собой химическую реакцию, как и любая реакция, он требует определенных условий для своего возникновения и поддержания. В частности, для существования огня необходимы следующие 4 условия:

1. Топливо или горючее вещество, то есть любая субстанция, которая может гореть.
2. Окислитель, то есть компонент химической реакции, обладающий окислительными свойствами. В случае огня, как правило, в качестве окислителя выступает кислород, находящийся в воздухе.
3. Тепло, то есть та энергия, которая необходима, чтобы топливо и окислитель начали вступать в химическую реакцию в определенном месте и в определенное время.
4. Для поддержания огня в стабильном состоянии необходимо, чтобы химическая реакция горения шла цепным образом.

Когда начинается процесс горения, выделяемое тепло создает условия для продолжения этого процесса, и до тех пор пока будут существовать горючее и окислитель, огонь не погаснет.

Почему вода тушит огонь?

Зная условия существования огня, можно понять, что нужно сделать, чтобы его погасить. Что касается воды, то в первую очередь следует сказать, что вода и огонь являются абсолютно несовместимыми между собой вещами. Поскольку вода не может гореть (молекула воды с химической точки зрения является окисленным водородом), она является естественным огнетушителем. Почему вода тушит огонь? С точки зрения физики можно назвать следующие причины:

1. При контакте с горючим веществом вода превращается в пар, забирая при этом большое количество теплоты, и охлаждая горючий материал.
2. Потоки водяного пара, обволакивающие топливо, создают трудности для проникновения кислорода к нему.
3. Вода делает влажным горючий материал, изолируя его тем самым от открытого огня, что препятствует поддержанию процесса горения. Именно поэтому, когда топливо, например, древесина, является влажным, его невозможно зажечь.

Другие способы тушения огня

Знание причин горения позволяет понять другие способы тушения огня. Например, если постоянно бить по горящей одежде, она погаснет. Работает этот метод потому, что при ударе на короткое время прекращается доступ окислителя (кислорода) к очагу горения. Та же причина является ответом на вопрос, почему огонь гаснет, если накрыть очаг возгорания одеялом или другим предметом, не пропускающим кислород.

Почему вода гасит огонь?

На столь простой вопрос не всегда умеют правильно ответить, и читатель, надеемся, не посетует на нас, если мы объясним вкратце, в чем собственно заключается это действие воды на огонь.

Во-первых, прикасаясь к горящему предмету, вода превращается в пар, отнимая при этом много теплоты у горящего тела; чтобы превратить крутой кипяток в пар, нужно впятеро с лишком больше теплоты, чем для нагревания того же количества холодной воды до 100 градусов.

Во-вторых, пары, образующиеся при этом, занимают объем, в сотни разь больший, чем породившая их вода; окружая горящее тело, пары оттесняют воздух, а без воздуха горение невозможно.

Чтобы увеличить огнегасительную силу воды, иногда примешивают к ней. порох! Это может показаться странным, однако это вполне разумно: порох быстро сгорает, выделяя большое количество негорючих газов, которые, окружая собой горящие предметы, затрудняют горение.

Как тушат огонь с помощью огня?

Вы слыхали, вероятно, что лучшее, а иной раз и единственное средство борьбы с лесным или степным пожаром – ото поджигание леса или степи с противоположной стороны. Новое пламя идет навстречу бушующему морю огня и, уничтожая горючий материал, лишает огонь пищи; встретившись, обе огненные стены мгновенно гаснут, словно пожрав друг друга.

Описание того, как пользуются этим приемом тушения огня при пожаре американских степей, многие, конечно, читали у Купера в романе “Прерия”.

Можно ли забыть тот драматический момент, когда старик траппер спас от огненной смерти путников, застигнутых в степи пожаром? Вот это место из “Прерии”. “Старик внезапно принял решительный вид.

– Настало время действовать, – сказал он.
– Вы слишком поздно спохватились, жалкий старик! – крикнул Миддльтон. – Огонь в расстоянии четверти мили от нас, и ветер несет его к нам с ужасающей быстротой!
– Вот как! Огонь! Не очень-то я боюсь его. Ну, молодцы, полно! Приложите-ка руки к этой высохшей траве и обнажите землю.

В очень короткое время было очищено место футов в двадцать в диаметре. Траппер вывел женщин на один край этого небольшого пространства, сказав, чтобы они прикрыли одеялами свои платья, легко могущие воспламениться. Приняв эти предосторожности, старик подошел к противоположному краю, где стихия окружила путников высоким, опасным кольцом, и, взяв щепотку самой сухой травы, положил ее на полку ья и поджег. Легко воспламеняющееся вещество вспыхнуло сразу. огда старик бросил пылавшую траву в высокую заросль и, отойдя к центру круга, стал терпеливо ожидать результата своего дела. Разрушительная стихия с жадностью набросилась на новую пищу, и в одно мгновение пламя стало лизать траву.
– Ну, – сказал старик, – теперь вы увидите, как огонь сразит огонь.
– Но неужели это не опасно? – воскликнул удивленный Миддльтон. – Не приближаете ли вы к нам врага, вместо того чтобы отдалять его?

Огонь, все увеличиваясь, начал распространяться в три стороны, замирая на четвертой вследствие недостатка пищи. По мере того как огонь увеличивался и бушевал все сильнее и сильнее, он очищал перед собой все пространство, оставляя черную дымящуюся почву гораздо более обнаженной, чем если бы трава на этом месте была скошена косой.

Положение беглецов стало бы еще рискованнее, если бы очищенное ими место не увеличивалось но мере того, как пламя окружало его с остальных сторон.

Через несколько минут пламя стало отступать во всех направлениях, оставляя людей окутанными облаком дыма, но в полной безопасности от потока огня, продолжавшего бешено нестись вперед.

Зрители смотрели на простое средство, употребленное траппером, с тем же изумлением, с каким, как говорят, царедворцы Фердинанда смотрели на способ Колумба поставить яйцо”.
Этот прием тушения степных и лесных пожаров не так, однако, прост, как кажется с первого взгляда. Пользоваться встречным огнем для тушения пожара должен лишь человек очень опытный, – иначе бедствие может даже усилиться.

Вы поймете, какая для этого нужна сноровка, если зададите себе вопрос: почему огонь, зажженный траппером, побежал навстречу пожару, а не в обратном направлении? Ведь ветер дул со стороны пожара и гнал огонь на путников! Казалось бы, пожар, причиненный траппером, должен был направиться не навстречу огненному морю, а назад по степи. Если бы так случилось, путники оказались бы окруженными огненным кольцом и неминуемо погибли бы. В чем заключался секрет траппера?

В знании простого физического закона. Хотя ветер дул по направлению от горящей степи к путникам, – но впереди, близ огня, должно было существовать обратное течение воздуха, навстречу пламени. В самом деле: нагреваясь над морем огня, воздух становится легче и вытесняется вверх притекающим со всех сторон свежим воздухом со степи, не затронутой пламенем. Близ границы огня устанавливается поэтому тяга воздуха навстречу пламени. Зажечь встречный огонь необходимо в тот момент, когда пожар приблизится достаточно, чтобы ощутилась тяга воздуха. Вот почему траппер не спешил приниматься за дело раньше времени, а спокойно ждал нужного момента. Стоило поджечь траву немного раньше, когда встречная тяга еще не установилась, – и огонь распространился бы в обратном направлении, сделав положение людей безвыходным. Но и промедление могло быть не менее роковым: огонь подошел бы чересчур близко.

Почему огонь тушат водой?

Вода – наиболее эффективное средство для тушения пожаров, обладающая уникальной совокупностью наиболее важных для тушения свойств. Вода не горючее вещество. У воды низкая температура кипения. У воды очень высокая удельная теплота парообразования (возможно самая высокая среди всех веществ). При тушении пожара вода испаряется, забирая много тепла и тем самым снижая температуру горящих поверхностей. У воды очень низкая плотность пара. При испарении 1 литра воды образуется около 2 м^3 (2000 литров) пара. Этот пара закрывает доступ кислороду к месту горения, тем самым останавливая горение.

Водой тушат обычно горение твердых предметов это древесина, текстиль, бумага и другие твердые предметы, которые хорошо горят. При тушении огня вода перекрывает доступ кислорода, необходимого для горения, кроме того хорошо охлаждает поверхности, чего не сделает песок, если тушить огонь песком или просто, если к примеру, огонь накрыть одеялом.

Кроме того, я слышала, что лучше всего тушить огонь кипятком, но при тушении больших пожаров нигде столько кипятка не найти.

Потому что давно заметили, что огонь не может разгораться, гаснет, когда всё влажное. Вряд ли кто-то успеет вспомнить на пожаре сведения из учебников химии или физики. Просто все знают, что вода – одно из самых эффективных средств тушения пожара. К сожалению люди не всегда знают, что вода помогает только при тушении возгорания твёрдых веществ.

Для поддержания процесса горения требуется, кроме топлива, конечно, тепло и кислород. Вода имеет очень большую теплоемкость. Попадая в зону деструкции вода отбирает часть тепла, чем нарушает процесс горения. Кроме своей прямой теплоемкости вода поглощает огромное количество тепла при фазовом переходе из жидкого в газообразное состояние.

Вода по своему существу уже является продуктом горения (горения водорода), в связи с этим является не горючим веществом. кроме того вода не пропускает кислород, который необходим для процесса горения. Она покрывает пленкой горящую поверхность не пропуская необходимый кислород.

Основные свойства воды из за которых она применима для тушения (большая теплоемкость, негорючее парообразование и т.д. ), здесь до меня уже описали. Но веществ более эффективных для тушения по сравнению с водой в настоящее время не мало, например, те же хладоны или даже просто углекислый газ.

Поэтому на одно из свойств воды из за которого используют воду для тушения здесь не упомянута – это ее достаточная дешевизна и восстанавливаемость.

Еще одно не менее важная свойство ее легкая доступность. Эти 3 качества в основном и обеспечивают ее большую востребованность при тушении пожаров по сравнению даже с более эффективными средствами тушения.

Это пока основное, почему до сих пор человечество продолжает использовать воду для тушения.

Возможно в будущем найдутся средства которые будут дешевле, восстанавливаемы и доступны хотя бы как вода (или вода подорожает), тогда водой перестанут тушить

Источники:

http://fb.ru/article/399074/pochemu-voda-tushit-ogon-s-tochki-zreniya-nauki
http://class-fizika.ru/p27.html
http://www.bolshoyvopros.ru/questions/2164440-pochemu-ogon-tushat-vodoj.html