Почему трещат дрова в костре

Крайне противоречивой древесиной в народе считается осина. Если дрова из ясеня и берёзы горят даже сырыми, то свежесрубленная «осина не горит без керосина» . Осину редко заготавливают для дров, поскольку (как и сосну) используют для строительства (в частности срубов для бань) . Считается, что осина «неваркая» , даёт «мало жару» , в сухом состоянии быстро горит и выжигает сажу из дымоходов. Осина мало коптит, из неё издавна «щипали лучину» для освещения, а сейчас делают спички.

все о биотопливе и твердотопливных котлах

• все категории
• Общая информация 225
• Брикеты из торфа 8
• Брикеты топливные 59
• Древесный уголь 36
• Дрова 34
• Пеллеты древесные 90
• Пеллеты из лузги 16
• Пеллеты из соломы 21
• Пеллеты из торфа 13
• Щепа, стружка, отходы 41
• Дымоходы 45
• Енергетические комплексы 8
• Камины, печи для дома 208
• Комплектующие 17
• Пиролизные котлы (печи) 25
• Твердотопливные котлы 111
• Отопление, энергосбережение 125
• Проекты и услуги 3
• Сбор и утилизация отходов 20

Какие ассоциации появляются у вас при словах «горящие дрова»? Растопленный камин или печь, разгоревшийся костер; приятное тепло и жар от открытого огня; разлетающиеся искры и, конечно же, потрескивание. Мало кто задумывается, почему трещат дрова. В зависимости от вида древесины и степени ее усушки, поленья могут либо почти не издавать акустического шума, либо непрерывно шипеть, щелкать, трещать. В тишине дерево никогда не сгорает.

Возможно, будучи ребенком, вы любили книги и телепередачи из серии «Увлекательная физика для детей». Простые, встречающиеся каждый день явления в них популярно объяснялись опытным путем. Попробуйте повторить подобный элементарный эксперимент из детства.

Откройте горящую печь или подсядьте к костру, а затем поднесите к пламени металлический половник, ковш или ложку дном верх. Поверхность металла скоро покроется капельками. Если еще более приблизить посуду к огню, то она почернеет от сажи.

Как минимум дважды опустите в глубокий сосуд горящую палку. Пламя будет гаснуть, и с каждым разом все быстрее. Дело в том, что в емкости скапливается углекислый газ. Вода, уголь и газ – вот во что в итоге превратится охапка дров в вашей печке.

Считается, что хорошие дрова (дающие много жара) должны сушиться перед использованием до тех пор, пока влажность древесины не составит примерно 15-16% (допустимый максимум – 25%). Однако даже самое сухое дерево сохраняет влагу: это и так называемая «капиллярная» вода в полостях клеток, и «коллоидальная» в клеточных оболочках, и очень малое количество химически связанной воды.

Когда пламя разгорается, и дрова покрываются первым обугленным слоем, вся вода превращается в пар. Непрерывное потрескивание поленьев в печи – это не что иное, как серия самых настоящих микровзрывов. Волокна древесного угля разрываются, и водяные пары вырываются на свободу. Обуглившиеся фрагменты древесины отскакивают друг от друга, издавая громкие щелчки.

Может быть, во время пожаров вы слышали сильные хлопки. Это происходили эпизодические выбросы горячих газов пиролиза. Упрощенно процесс горения состоит из двух стадий: пиролиза древесины и сгорания его продуктов. Пиролиз — разложение сложной органики при температуре до 450 °C. При этом около четверти продуктов сразу выделяется в форме газов: углекислоты, водорода, метана и угарного газа. Еще примерно половина массы древесины при горении образует жидкость, состоящую из воды и различной органики, в том числе уксусной кислоты, спиртов и других соединений.

Но в костре или печке эти жидкости незаметны, поскольку они мгновенно испаряются. Остальная масса образует древесный уголь, на 80–90% состоящий из углерода. Он очень пористый и тлеет за счет взаимодействия с кислородом, проникающим в его поры. Если полено горит с поверхности, то его внутренние слои прогреваются и в них запускается пиролиз. Образующиеся газы накапливаются между слоями древесины и разрывают их с громким треском, когда толщина внешнего слоя сокращается из-за прогорания, а давление под ним возрастает из-за нагрева. А еще дрова постоянно потрескивают из-за того, что древесина усыхает под действием жара и деформируется, вызывая разрушение хрупкого угля, возникшего на поленьях при пиролизе.

Специалисты даже научились особенным образом нагревать дерево без доступа воздуха (или же с его ограниченным доступом) для различных производственных нужд.

Итак, горящие поленья трещат и, что интересно, каждое на свой лад. Если вы положите в печку высушенные дрова из бука, то можете почти не услышать знакомого потрескивания. Осина будет мирно потрескивать, сосна же в пламени просто «застреляет» – из ее полостей станет высвобождаться скопившаяся смола и наполнит помещение приятным эфиром.

Сгорающие дрова не только «разговаривают» по-своему, но и имеют другие отличительные черты. К примеру, ту же пахучую сосну не стоит использовать в открытом камине – полетят искры. Лучше сжечь там ветки вишни или яблони и насладиться теплом и приятным ароматом. Если вы пользуетесь домашним очагом или банькой с дровяной печью, обязательно посоветуйтесь со специалистом перед заготовкой дров.

Поделитесь с друзьями и сохраните себе!

Приручение огня – один из важнейших этапов развития человеческой цивилизации. Контролируемый костер позволяет согреться, приготовить пищу, обрабатывать различные материалы. С древнейших времен для каждого человека огонь – священный символ. Когда мы сидим у костра, то чувствуем его тепло, видим дым и разлетающиеся искры, а иногда слышим потрескивания, похожие на особый язык огня.

Если отбросить мифические построения, и серьезно задуматься над вопросом, почему дрова в костре трещат, то ответ не сразу придет в голову даже взрослому и образованному человеку. Попробуем же разобраться с этим явлением на основе научных фактов.

Химические процессы, происходящие внутри костра

Акустические шумы в процессе горения можно классифицировать по их длительности во времени – непрерывные и одиночные. Человек может слышать не только постоянный треск, но и одиночные сильные «выстрелы», и даже взрывы. Нельзя сказать, что природа этих явлений обусловлена только каким-то одним химическим процессом, внутри костра происходит сразу комплекс таких изменений и взаимодействий. В которых участвует влага, воздух, тепло. Ключевое влияние оказывает доступ в костер кислорода.

Эпизодические щелчки могут иметь не только химическое, но и механическое происхождение – под воздействием высокой температуры от древесины отскакивают отдельные фрагменты, она расслаивается. Выбросы горячего газа изнутри полена слышится как громкий хлопок.

От степени усушки древесного материала зависит громкость описанных акустических эффектов – практически не трещит бук, каждому дереву присваивается свой коэффициент расслаивания под сильным термическим воздействия. На «клеточном уровне» треск можно объяснить следующим образом – горячие газы наполняют частички древесины, изнутри оказывая на них сильнейшее давление, в результате «клетки» лопаются, как воздушный шарик, в которой закачали слишком много воздуха. Таких «клеток» миллионы, и, в совокупности они производят слышимые при наблюдении костра звуки.

Как бы хорошо не были просушены дрова, даже с использованием современных технологий, полностью извлечь из них влагу не представляется возможным. Тот же самый бук все равно потрескивает, только очень-очень тихо. Его клетки разрываются под воздействием расширяющегося водяного пара. Также расширяется и производит звук выкипающая смола. Подобные химические процессы легко представить, вскипятив на огне ковшик воды – многочисленные разрывающиеся на поверхности кипящей жидкости пузырьки и есть аналог того, что происходит внутри древесного полена.

Научное объяснение почему дрова трещат в костре

В основе привычных и знакомых нам явлений лежат сложные химические процессы. Упрощенно горение костра можно разделить на два основных этапа – термическое разложение соединений древесины (пиролиза) и уничтожение остаточных материалов. Для протекания первого требуется температура до 450 °C, на этой стадии активно выделяются газы (угарный газ, углекислота, метан, водород), различные жидкости (спиртовые соединения, кислоты). Остаточный материал «выпадает» в виде угля, который, в зависимости от вида древесины, на 85% может состоять из углерода. Дальше огонь уничтожает и его, только медленнее.

Слышимый нами треск – это разрывание слоев древесины проникающими вовнутрь полена газами, следствие активно протекающего термического разложения соединений. Потрескивает уголь, который образуется во время этого химического процесса. Также треск может появляться из-за деформации полена под воздействием сильного жара.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.