Plamen: razlika između inačica

'''Plamen''' (od latinskog ''flamma'') je vidljivi (s emisijom svjetla), plinski dio [[vatra|vatre]]. To je pojava kod koje dolazi do izrazitog oslobađanja energije (eksotermna reakcija), pogotovo uslijedzbog izgaranja (samoodrživa [[redoks]] reakcija – redukcija i [[oksidacija]]).<ref>{{cite book |last=Law |first=C. K. |title=Combustion physics |publisher=Cambridge University Press |location=Cambridge, England |year=2006 |page=300 |chapter=Laminar premixed flames |isbn=0521870526 |url=http://books.google.com/?id=vWgJvKMXwQ8C&pg=RA300}}</ref> Ako je plamen dovoljno topao da [[ionizacija|ionizira]] plinove, može se pojaviti i [[plazma]]. <ref>{{cite book |last=Verheest |first=Frank |title=Waves in Dusty Space Plasmas |publisher=Kluwer Academic |location=Norwell MA |page=1 |chapter=Plasmas as the fourth state of matter |isbn=0792362322 |year=2000 |url=http://books.google.com/?id=LBpPMbADNCgC&pg=PA1}}</ref>

[[Boja]] i [[temperatura]] plamena ovisi o vrsti [[gorivo|goriva]] koje sudjeluje u izgaranju, što možemo primijetiti ako držimo upaljeni [[upaljač]] u blizini upaljene [[svijeća|svijeće]]. Ako upotrijebimo toplinu na [[molekula|molekule]] fitilja svijeće, one će isparavati. U tom stanju, one mogu reagirati sas [[kisik]]om u zraku, što daje dovoljno [[toplina|topline]], koja će ponovo [[isparavanje|isparavati]] molekule fitilja svijeće i tako održavati ravnomjerni plamen. Visoka temperature plamena uzrokuje isparavanje i molekula goriva (vosak), koje se raspadaju, stvarajući različite produkte nekompletnog izgaranja i slobodne radikale ('''slobodni radikali''' su atomi, molekule i ioni, koji imaju neparan broj elektrona, pa su time izuzetno kemijski reaktivni), koji međusobno reagiraju i sas oksidansom koji je prisutan ('''oksidans''' je tvar koja prima elektrone i time oksidira druge tvari). Dovoljna [[energija|energije]] u plamenu će pobuditi elektrone u nekim kratkotrajnim prijelaznim reakcijama, kao recimo nastanak CH i C₂, koje rezultiraju u emisiji vidljive [[svjetlost|svjetlosti]]i, jer imaju višak energije. Što je temperatura izgaranja plamena veća, to je i veća energija elektromagnetskog zračenja, kojeg isijava plamen (vidi [[crno tijelo]]).

[[Kemijska kinetika]] koja se javlja kod plamena je veoma složena i obično uključuje velik broj [[kemijska reakcija|kemijskih reakcija]] i međuprodukata, obično radikala. Na primjer, da bi se opisalo izgaranje [[bioplin|bioplina]]a, treba 53 vrste i 325 osnovnih reakcija. <ref>{{Cite web |author=Gregory P. Smith, David M. Golden, Michael Frenklach, Nigel W. Moriarty, Boris Eiteneer, Mikhail Goldenberg, C. Thomas Bowman, Ronald K. Hanson, Soonho Song, William C. Gardiner, Jr., Vitali V. Lissianski, and Zhiwei Qin |title=GRI-Mech 3.0 |url=http://www.me.berkeley.edu/gri_mech/ |access-date=16. ožujka 2011. |archiveurl=https://web.archive.org/web/20071029194024/http://www.me.berkeley.edu/gri_mech/ |archivedate=29. listopada 2007. }}</ref>

Postoje različiti načini rasporeda komponenti kod izgaranja u plamenu. Kod '''difuzionog plamena''', kisik i gorivo se spajaju tek kad se susreću u plamenu. Plamen svijeće je difuzioni plamen, jer prvo se dešava [[hlapljenje]] goriva, pa se stvara [[laminarno strujanje]] (slojevito) vrućeg plina, koji se miješa sas kisikom i sagorijeva.

U laboratoriju, pod normalnom gravitacijom i sa zatvorenim ventilom kisika, [[Bunsenov plamenik]] će goriti sa žutim plamenom, na oko 1000 °C. To je zbog užarenosti jako malih čestica čađe, koje nastaju u plamenu. SaS povećanjem dovoda kisika, manje će biti prisutno isijavanje čađe, a više će doći do potpunog izgaranja i reakcija će stvoriti dovoljno energije da pobudi ionizaciju molekula plinova, što dovodi do plavičaste boje. Spektar dobro pomiješanog kisika i potpuno izgorenog butana, stvara plamen na desnoj strani slike plave boje, posebno zbog pobuđenih molekula radikala, koje emitiraju svjetlo ispod 565 nanometara, u plavom i zelenom području, vidljivog spektra svjetlosti.

Temperature plamena običnog plamenika su oko 1600 ºC, svijeće oko 1400 ºC,<ref>{{Citiranje časopisa |url=http://www.doctorfire.com/flametmp.html |title=Temperatures in flames and fires |journal= |archive-url=https://web.archive.org/web/20080112141325/http://www.doctorfire.com/flametmp.html |archive-date=12. siječnja 2008. |access-date=16. ožujka 2011. }}</ref> propan plamenika oko 1995 ºC, a mnogo topliji kisik + acetilen plamenik stvara 3000 ºC. Cianogen (CN)₂ stvara čak i još topliji plamen, sas temperaturom 4525 ºC, kada izgara s kisikom. <ref>

| Drveni ugljen (kovački ,sas više zraka)

[[File:Candlespace.jpg|thumb|Kod nulte gravitacije, prijenos topline na okolinu se ne odvija i ne može odnijeti tople proizvode izgaranja od izvora goriva, tako da plamen ima kuglasti oblik]]

Kod nižih temperatura od 120 ºC, mješavina goriva i zraka može kemijski reagirati i stvoriti veoma slabi plamen, kojeg zovemo hladni plamen. Tu pojavu je otkrio Humpry Davy 1817. Proces ovisi o pažljivoj ravnoteži temperature i koncentracije reaktivne mješavine i ako su uvjeti povoljni, ona se može zapaliti bez vanjskog utjecaja.<ref>{{cite web |url=http://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/RT1999/6000/6711wu.html |title=Cool Flames and Autoignition in Microgravity |last1=Pearlman |first1=Howard |last2=Chapek |first2=Richard M. |date=24. Apriltravnja 2000. |publisher=NASA |accessdate=13. Maysvibnja 2010. |archiveurl=https://web.archive.org/web/20100501223626/http://www.grc.nasa.gov/WWW/RT/RT1999/6000/6711wu.html |archivedate=1. svibnja 2010. }}</ref><ref>{{cite book |last=Jones |first=John Clifford |title=Hydrocarbon process safety: a text for students and professionals |date=SeptemberRujan 2003. |publisher=PennWell |location=Tulsa, OK |isbn=9781593700041 |pages=32–33 |chapter=Low temperature oxidation}}</ref>

2000. pokusi koje je provela [[NASA]], pokazali su da gravitacija igra dodatnu ulogu u oblikovanju plamena. Normalni raspored plamena kod normalne gravitacije ovisi o prijenosu topline. Kod male ili nulte gravitacije, kao u svemiru, prirodnog odvoda topline nema, plamen postaje kuglast, dobiva više plavu boju i izgaranje je bolje. <ref>[http://science.nasa.gov/headlines/y2000/ast12may_1.htm Spiral flames in microgravity] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100319113411/http://science.nasa.gov/headlines/y2000/ast12may_1.htm |date=19. ožujka 2010. }}, National Aeronautics and Space Administration, 2000.</ref>

{{izvori|330em}}