Leek: erinevus redaktsioonide vahel
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
P r2.7.2) (robot muutis: ca:Flama |
Resümee puudub |
||
1. rida:
{{See artikkel|räägib üldmõistest; tubakavabriku kohta vaata artiklit [[Tubakavabrik Leek]]; sigaretimargi kohta vaata artiklit [[Leek (sigaretimark)]]; ajalehe kohta vaata artiklit [[Leek (ajaleht)]].}}
[[Pilt:DancingFlames.jpg|pisi|[[Kivisüsi|Kivisöe]] leek]]
[[Pilt:Candleburning.jpg|pisi|Küünlaleek]]▼
'''Leek''' on [[tuli|tule]] nähtav [[valguskiirgus|valgust kiirgav]] [[gaas]]iline osa.▼
[[Pilt:Erinevate soolade leegid.jpg|pisi|Erinevate [[soolad]]e leegid on erineva värvusega.]]▼
▲'''Leek''' on [[tuli|tule]] nähtav ([[valguskiirgus|valgust kiirgav]]) [[gaas]]iline osa.
Leegi tekitab tugevasti [[eksotermiline reaktsioon]], näiteks [[põlemine]] või [[plahvatus]], mis toimub väga väikeses ruumiosas, kuigi kaugeltki iga eksotermilise reaktsiooniga ei kaasne leek.
Leegi [[temperatuur]] on ümbritseva keskkonna omast palju kõrgem. Kui leek on nii kuum, et [[ioon|ioniseerib]] oma gaasilisi komponente, siis võib ta muutuda [[plasma]]ks.
Kui [[tikk|tiku]] leeki hoida [[küünal|küünla]]tahi kohal, siis tiku leegi kuumuse mõjul [[küünlavaha]]s olevad [[kütus]]e [[molekul]]id [[aur]]ustuvad. Niimoodi saavad nad astuda [[keemiline reaktsioon|keemilisse reaktsioon]]i [[õhuhapnik]]uga. See reaktsioon on eksotermiline ja selle käigus eraldub nii palju soojust, et selle mõjul aurustub veelgi rohkem kütusemolekule. See reaktsioon stabiliseerub kiiresti ja pärast seda ei ole enam kõrvalist soojusallikat tiku näol vaja.
▲Pilt:Candleburning.jpg|Küünlaleek
Pilt:Gas flame.jpg|[[Gaasipliit|Gaasipliidi]] leegid▼
Leegi kõrge temperatuuri mõjul aurustunud kütusemolekulid lagunevad, tekitades motmesuguseid mittetäieliku põlemise jääke ja [[vabad radikaalid|vabu radikaale]]. Need jäägid reageerivad mitte ainult õhuhapnikuga, vaid ka omavahel. Tekib piisavalt vaba [[energia]]t, et reaktsioonide niisugustes vahesaadustes nagu CH ja C<sub>2</sub> viiakse mõned [[elektron]]id [[ergastatud olek]]usse. Ergastatud elektronid annavad üleliigse energia ära niimoodi, et kiirgavad [[footon]]eid, mistõttu tekib nähtav [[valgus]]. Kui leek sisaldab [[süsinik]]u või mingi muu materjali põlemata osakesi ehk [[tahm]]a ja leegi ehk põlemistemperatuur tõuseb, siis suureneb ka leegist eralduva [[elektromagnetkiirgus]]e keskmine energia.
▲Pilt:Erinevate soolade leegid.jpg|Erinevate [[soolad]]e leegid on erineva värvusega
Peale [[hapnik]]u saab leegi tekitamiseks kasutada ka teistsuguseid oksüdeerijaid. [[Vesinik]]u põlemine [[kloor]]is tekitab samuti leegi ja põlemise tulemusena tekib gaasiline [[vesinikkloriidhape]] HCl. Veel üks võimalik [[segu]] on [[hüdrasiin]]i NH<sub>2</sub>NH<sub>2</sub> ja [[lämmastiktetroksiid]]i N<sub>2</sub>O<sub>4</sub> segu. See segu on [[hüpergooliline kütus]], mida sageli kasutatakse [[raketimootor]]ites. [[Fluoropolümeer]]e kasutatakse selleks, et nendes sisalduv [[fluor]] oleks oksüdeerijaks metallilistele kütustele.
Leegi [[keemiline kineetika]] on väga keeruline. Tavaliselt sisaldab see suurt hulka keemilisi reaktsioone ja vahesaaduseid, millest enamik on [[radikaal]]id. Näiteks [[biogaas]]i põlemist kirjeldav keemilise kineetika [[mudel]] [[GRI-Mech]] sisaldab 325 reaktsiooni 53 aine vahel.
Põlemise lähteainete ettevalmistamiseks ja kokkuviimiseks on mitu meetodit. [[Difusioonleek|Difusioonleegis]] [[difusioon|difundeeruvad]] hapnik ja kütus teineteisesse ja seal, kus nad kokku puutuvad, tekib leek. [[Eelsegatud leek|Eelsegatud leegi]] korral on kütus ja hapnik eelnevalt segatud ja siis tekib teistsugune leek. Küünlaleek kuulub difusioonleekide hulka. See töötab nii, et kütus aurustub, tõuseb kuuma õhu [[laminaarne voolamine|laminaarsesse voolu]], seguneb seejärel ümbritseva hapnikuga ja põleb ära.
Leegi [[värvus]] ja temperatuur sõltuvad põlevast kütusest. Leidub kiirgusspektri eredate joontega aineid. [[Analüütiline keemia|Analüütilises keemias]] kasutatakse seda efekti näiteks kindla metalli [[aatom]]ite või ioonide tuvastamiseks. [[Pürotehnika]]s kasutatakse seda efekti selleks, et saada eredat mitmevärvilist tulevärki.
Värvus omakorda sõltub ka leegi temperatuurist. Seda on näha [[tulekahju]]des, kus jahedamad leegid on [[punane|punakamad]] ja annavad rohkem [[suits]]u. Punast leeki põhjustab hapniku lõppemine suletud ruumis ja seetõttu kütuse mittetäielik põlemine. Punase leegi temperatuur on suhteliselt madal: tavaliselt 600–850 °C. Punane leek tähendab, et tekib suhteliselt palju [[vingugaas]]i CO, mis on iseenesest süttiv gaas, kui peaks tekkima [[tagasitõmme]], mis sinnakanti hapnikku värske õhuga juurde toob. See on ohtlik nii [[tuletõrjuja]]tele kui pärast leekide summutamist tulekahju põhjuseid ja kulgu uurivatele ametiisikutele. Põleva vingugaasi temperatuur võib olla kuni 2000 °C.
Tahkete materjalide [[süttimistemperatuur]] on umbkaudu 300 °C. [[Sigaret]] põleb temperatuuriga 700–800 °C. Tikk süttib temperatuuril 300 °C ja tema leegi temperatuur on 750–800 °C, aga puu põleb temperatuuriga 800–1000 °C. [[Piiritus]]e leek ei ületa tavaliselt 900 °C, aga [[petrooleum]] põleb 1100 °C ja [[bensiin]] 1300–1400 °C leegiga. [[Bunseni põleti]] annab temperatuuri umbes 1000 °C. Küünlaleegi temperatuur on tavaliselt 1400 °C, [[keevituspõleti]] temperatuur 1600 °C ja [[propaanipõleti]] temperatuur ligi 2000 °C. [[Magneesium]] annab põlemisel leegi, mille temperatuur on 2200 °C. [[Keevitamine|Keevitamisel]], kui [[atsetüleen]]i leeki juhtida puhast hapnikku, võib temperatuur tõusta kuni 3000 °C<ref>[http://www.miksike.ee/docs/elehed/8klass/reaktsioonid/8-5-6-1.html Hapniku kasutamine] www.miksike.ee</ref>. [[Keemiline aine|Keemilistest ainetest]] põleb [[tsüanogeen]] (CN)<sub>2</sub> temperatuuril 4525 °C ja kõige kõrgema põlemistemperatuuriga keemiline aine on [[ditsüanoatsetüleen]] C<sub>4</sub>N<sub>2</sub> (4990 °C).
▲[[Pilt:Gas flame.jpg|pisi|[[Gaasipliit|Gaasipliidi]] leegid]]
Isegi nii madalal temperatuuril kui +120 °C võib kütuse ja õhu segu astuda keemilisse reaktsiooni ja tekitada väga nõrgad leegid. Neid nimetatakse [[jahe leek|jahedateks leekideks]]. Selle nähtuse avastas [[Humphry Davy]] [[1817]]. See protsess sõltub reageeriva segu koostise ja temperatuuri täpsest tasakaalust. Kui tingimused on õiged, siis võib see [[süttimine|süttida]] iseeneslikult, välise abita. Davy uuris seda nähtust ja tegi kindlaks, et teatud tingimustel võib jahedaid leeke muuta tavalisteks, aga termini "jahe leek" leiutas alles [[1929]] [[Harry Julius Emeléus]], kes esimesena tegi kindlaks nende [[spekter|spektri]].
Leegi leviku kiirus sõltub väga paljudest asjaoludest. Mittegaasilistes keskkondades, isegi kui need on eelnevalt ette valmistatud, on leegi kiirus 3 cm/s kuni 15 m/s. Märksa kiiremini võib leek levida gaasilises keskkonnas. Kuid seda mõjutavad [[raskusjõud]], konvektsioonivoolud, isegi hõõrdejõud jne. Sellepärast ei saa leegi leviku kiirust gaasilistes keskkondades kuigi täpselt ette näha. See ei ületa 100 m/s, aga kui põlemine on plahvatuslik, siis jääb vahemikku 300–1000 m/s. Tehistingimustes on [[detonatsioon]]il saavutatud siiski kiirus üle 1000 m/s.
[[Pilt:Candlespace.jpg|pisi|Leek kaalutuses]]
Aastal [[2000]] tegi [[NASA]] kindlaks, et leegi moodustumisel ja põlemisel on [[gravitatsioon]]il küll kaudne, aga tähtis roll. Hariliku gravitatsiooni tingimustes sõltub leegi kuju [[konvektsioon]]ist. Tahm kipub kerkima leegi tippu (nii on näiteks põleva küünlaga), muutes selle [[kollane|kollaseks]]. Seevastu [[mikrogravitatsioon]]i või [[kaalutus]]e tingimustes konventsioon lakkab ega kanna enam põlemise jääke leegi juurest ära. Leek muutub [[kera]]kujuliseks, [[sinine|sinakaks]] ja tõhusamaks. Sellele nähtusele on mitu võimalikku selgitust. Kõige tõenäolisem on nendest [[hüpotees]], et kaalutuses jaotub temperatuur leegi sisemuses ühtlasemalt, nii et põlemine on täielik ja tahma ei tekigi. NASA katsed on näidanud, et kaalutuses toimuvad mõned põlemise protsessid teistmoodi kui normaalgravitatsioonis, mistõttu rohkem kütuseosakesi oksüdeerub täielikult ega muutu tahmaks. Need avastused on rakendusteaduste ja tööstuse jaoks potentsiaalselt olulised, sest võimaldavad välja töötada meetodeid kütuse tõhusamaks põletamiseks.
== Viited ==
{{Viited}}
[[Kategooria:Tuli]]
| |||