¿Cómo calienta el fuego el aire?

Question

Entiendo que el fuego calienta su entorno por conducción, convección y radiación. He leído que la conducción es casi irrelevante en este proceso, ya que el aire es un mal conductor del calor. En las descripciones de la convección, la gente suele limitarse a decir "el fuego calienta el aire y el aire hace circular el calor en el ambiente" . Pero, si el aire es un mal conductor del calor y un mal absorbente de la radiación, ¿cómo se calienta el aire para convectar el calor en primer lugar?

Answer 1

El fuego es una reacción que incluye el aire. Para ser precisos, incluye una parte del aire, el oxígeno. Libera los resultados de la reacción como una nueva parte del aire. Esos resultados de la reacción están calientes y se mezclan con el resto del aire circundante.

El aire es un mal conductor cuando no hay capacidad de mezcla. La "salida" del fuego (para nuestros propósitos supongamos que es dióxido de carbono) se mezcla con el aire, elevando la temperatura media.

Answer 2

La conductividad térmica no es lo mismo que la capacidad de absorber calor, sólo de hacer pasar el calor absorbido a través del material. El aire dentro de la llama puede absorber calor, pero el aire no puede pasar rápidamente el calor a las moléculas de aire vecinas. Esto se debe en parte a la distancia media entre moléculas vecinas dentro del aire. Con la convección, las moléculas de alta energía se apartan y las de baja energía se acercan para ganar energía del fuego.

Por eso una buena ventana tiene dos cristales paralelos. El aire exterior se mueve con facilidad, por lo que las moléculas de aire exterior cambian rápidamente la temperatura del cristal exterior. Las moléculas entran efectivamente en contacto con el cristal y se produce una pequeña transferencia de energía. Nuevas moléculas entran en contacto con el cristal exterior y se produce una mayor transferencia de energía. La energía también puede transferirse entre el cristal exterior y las moléculas de aire que entran en contacto con la superficie interior del vidrio. Estas moléculas de aire entre los cristales no circulan mucho, por lo que la energía no puede pasar rápidamente de un cristal a otro.

Answer 3

Esa es la razón por la que el fuego es caliente.

Aunque otros han señalado el papel de los productos de escape, la principal conclusión es que Sí, el aire no se calienta fácilmente con el fuego.

Lo que ocurre es que el exceso de energía del fuego se acumula y la temperatura sube a cientos de grados. Tanto la conductancia como la radiación varían con la temperatura, por lo que esto continúa hasta que se alcanza un equilibrio, cuando el gradiente de temperatura es lo suficientemente pronunciado como para compensar la escasa conductividad y la radiación (en su mayor parte ). a través de el aire) equilibran el calor producido.

Así, el fuego acaba calentando el aire cuando la diferencia de temperatura es lo suficientemente alta como para compensar el carácter aislante del medio circundante.

Answer 4

El fuego es un proceso de combustión sostenida resultante de la combinación del oxígeno del aire, el combustible y el calor que sostiene una reacción química exotérmica que produce diversos gases (CO2, CO, etc.) y partículas a temperaturas elevadas. Éstos, a su vez, ascienden y se mezclan con el aire por encima de las llamas creando una mezcla a temperatura elevada.

Pero el principal mecanismo para calentar el aire que no está directamente sobre el fuego es indirectamente por radiación. Por ejemplo, el calor radiante del fuego de una chimenea en una habitación eleva primero la temperatura de los distintos materiales sólidos de la habitación. A continuación, la temperatura del aire en contacto con esas superficies aumenta por convección natural sobre ellas.

Espero que esto ayude.

Answer 5

El aire forma parte de la reacción química que produce el "calor" y los productos gaseosos de la combustión tienen más energía cinética que la que tenía el aire originalmente.
Los productos de la combustión transfieren energía cinética a las moléculas de aire locales mediante colisiones.

El movimiento del aire (convección) contribuye a la mezcla de los productos gaseosos más calientes de la combustión y el aire más frío.