¿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

Colisiones moleculares
El fuego genera calor de varias formas: principalmente como radiación, pero también como energía cinética de los productos de las reacciones químicas (que son sobre todo los productos de la oxidación de hidrocarburos y carbohidratos: $H_2O$ , $CO$ , $CO_2$ etc. - ver ¿Podemos llamar reacción de combustión a la oxidación del hierro? El aire que rodea al fuego se calienta gracias al intercambio de energía que se produce cuando estas moléculas chocan con las moléculas de aire frío. En realidad, el recorrido de difusión de las moléculas en el aire es bastante pequeño, de unos 10 cm (véanse, por ejemplo, los debates en el hilo ¿Cómo asciende el aire caliente? .)

Convección
A mayor escala el aire se propaga por convección - así es como, por ejemplo, sube por la chimenea o como se calienta el piso superior de la casa cuando hay la chimenea encendida en el piso inferior (eventualmente, el ascenso del aire también es impulsado por el hecho de que la longitud de las colisiones moleculares es corta, ver el post citado anteriormente, pero también ¿Qué es la presión (local) dentro de un gas a nivel microscópico? .)

Radiación
Pero en este último caso se trata del aire caliente de la habitación, que no se calienta por contacto directo con el fuego, sino por su contacto con los objetos y las paredes, calentados por la radiación del fuego (sobre todo en el rango infrarrojo, ver ¿El fuego emite radiación de cuerpo negro? , Si el aire es mal conductor, ¿cómo calienta el fuego una habitación? )