Много естествени процеси в състояние на безтегловност протичат много различно. Как и защо се случва това си струва да разберем.
Как става горенето в гравитацията?
Изгарянето е химическа реакция, по време на която се получава окисляване, отделя се голямо количество топлина и също се появяват продукти от горенето. За да се осъществи тази реакция, трябва да бъдат изпълнени няколко условия. Огънят изисква кислород, горимо вещество, както и способността за отстраняване на окислителните продукти от зоната на запалване.
За да разберете как протича този процес при познати условия, можете да помислите за изгаряне с примера на свещ. Това ще помогне за по-нататъшното сравняване на пламъка в нулева гравитация.
Така че, свещта се състои от памучен фитил, както и восък, парафин или стеарин. Смята се, че пламъкът се образува поради запалването на фитила, но всъщност това не е така. Парите на веществото около този фитил изгарят директно. Самата нишка е необходима, за да насочи горимото вещество нагоре - в зоната на горене.
По този начин всички условия са изпълнени: кислородът е във въздуха, има горимо вещество (восък), продукти от горенето (въглероден диоксид и водна пара) се отстраняват от зоната. Последният процес се обяснява с факта, че нагрятият и по-малко плътен въздух се издига, по-високо от студения и в същото време отвежда продуктите на горенето. Ако например свещ се постави във висок контейнер, тогава тя ще спре да гори - въздухът ще се нагрява еднакво навсякъде.
Изгаряне без тегло
Наличието на гравитация допринася за образуването на конвекционни токове - разликата между топъл и студен въздух. Частите от гореща сажди, издигайки се нагоре, излъчват сияние. Следователно пламъкът има такава издължена форма и може да се разглежда.
При нулева гравитация такива конвекционни потоци не възникват. Тъй като частиците от сажди не се издигат нагоре, пламъкът на свещта има формата на сфера. След кратко време кислородът в зоната на изгаряне на свещта ще свърши. Вместо това се образува голямо количество въглероден оксид - въглероден окис. Изгарянето на пламъка ще продължи няколко минути.
Интерес представлява и промяната на цвета на пламъка. Под въздействието на гравитацията свещта гори главно в жълто поради горещата сажди. Температурата на горене е 1227 - 1721 градуса по Целзий.
А при нулева гравитация огънят няма достатъчно кислород, затова се наблюдава така нареченото "студено" горене, чиято температура е 227 - 527 градуса по Целзий. Саждите се образуват в малки количества, тъй като това изисква поне 1000 градуса. В този случай се отделя водород, поради което пламъкът придобива син оттенък.
Интересен факт: ако запалите свещ и постоянно фиксирате върху снимката етапите на нейното изгаряне, можете да забележите необичайно явление. Първо, той ще светне с обичайния ярко жълт цвят, след това пламъкът ще стане наполовина син, а след това напълно ще стане син. По този начин, колкото по-малко кислород става, толкова повече пламъкът засенчва.
Изследването на поведението на пламъка при нулева гравитация е от голямо значение за космонавтиката. Учени и изследователи провеждат различни експерименти за тази цел. Те помагат да се подобри безопасността на космически кораби и астронавти.
Например експериментите се извършват на борда на Международната космическа станция в специално отделение. Изследователите подпалват малки капчици гориво и наблюдават тяхното поведение. Изгарянето продължава около 20 секунди. Горивна сфера е заобиколена от огнена сфера с диаметър 2-4 мм.
Забележително е, че когато видимото изгаряне приключи, се появява много „студеното“, което е много трудно да се вземе предвид. Но ако доставяте кислород или добавяте гориво, пламъкът веднага отново пламва.
При нулева гравитация пламъкът придобива формата на сфера, тъй като конвекционните потоци не се появяват поради липсата на гравитация (при нормални условия горещият въздух се издига над студения). Изгарянето се наблюдава за кратко време. Първоначално пламъкът е жълт, но скоро придобива синкав оттенък, а след това става напълно син. Това се дължи на факта, че кислородът свършва и температурата на горене спада значително - до 227 - 527 градуса по Целзий. Такова горене се нарича "студено". В този случай се образува малко гореща сажди и се отделя водород, което причинява промяна в цвета на огъня.
