Zasto se u casi u kojoj gori svijeca stvara podtlak?
ToMo
casom, jedno vrijeme gori dok ima kisika i onda se ugasi. Ok. Zasto se
pri tome stvara podtlak?
Parcijalni tlak kisika pada jer se trosi na gorenje, no stvaraju se nove
molekule CO2 i CO pri kraju gorenja koje doprinose svojim parcijalnim
tlakom ukupnom tlaku u casi. Da li je rjesenje da je njihov parcijalni
tlak manji od smanjenja parcijalnog tlaka kisika?
Ili je stvar u necem drugom?
--
ToMo
Luksa
> Dakle kad svijecu ili sibicu ili nesto tog tipa upalimo i pokrijemo
> casom, jedno vrijeme gori dok ima kisika i onda se ugasi. Ok. Zasto se
> pri tome stvara podtlak?
>
a kada se svijeca ugasi, zrak se ohladi pa se stvori podtlak.
Nije po srijedi nikakva kemijska reakcija.
R
Hmm, buduci da se ne javljaju veci strucnjaci, da probam ja nesto
sloziti... Dakle, kod gorenja nastaju uglavnom CO2 i H2O (udio CO je za
ove argumente zanemariv). Kad bi nastajao samo CO2 onda bi broj
molekula bio isti kao broj molekula O2 prije sagorijevanja, pa bi
parcijalni tlak (u aproksimaciji idealnog plina) ostao isti. Ali buduci
da u ugljikovodicima (i drugim organskim spojevima) ima i dosta vodika,
nastaje i H2O tj. vodena para koja onda kondenzira i tako se tlak
smanjuje.
Pitanje je za fizikalnu kemiju, zapravo.
rb
Boris Vuletic
> Hmm, buduci da se ne javljaju veci strucnjaci, da probam ja nesto
> sloziti... Dakle, kod gorenja nastaju uglavnom CO2 i H2O (udio CO je za
> ove argumente zanemariv). Kad bi nastajao samo CO2 onda bi broj
> molekula bio isti kao broj molekula O2 prije sagorijevanja, pa bi
> parcijalni tlak (u aproksimaciji idealnog plina) ostao isti. Ali buduci
> da u ugljikovodicima (i drugim organskim spojevima) ima i dosta vodika,
> nastaje i H2O tj. vodena para koja onda kondenzira i tako se tlak
> smanjuje.
To su samo tvoja razmisljanja ili imas i neku referencu za to? Pala je i
meni na pamet ta voda, ALI da bi se vodena para kondenzirala potrebno je
nekako odnosno nekamo odvesti veliku kolicinu toplote. Tako da to
objasnjenje sa vodenom parom po meni ne objasnjava nista vise od onog
klasicnog skolskog objasnjenja da je uzrok pada tlaka hladjenje
zraka(tojest smjese plinova) u casi. Ovaj "pokus" se toliko puta
spominje da pocinjem i ja malo sumnjati u dovoljnost "standardnog"
objasnjenja moguce da je cijela prica malo slozenija. To se naravno moze
provjeriti sa nekoliko dobro smisljenih pravih pokusa no nekako mi se
bas i ne da sve to izvoditi i racunati a i fali mi nesto opreme.
Najbolje da pisem Adamu i Jamieu da to provjere, njihove metode bas i
nisu 100% znanost ali je zabavno za gledati
>
> Pitanje je za fizikalnu kemiju, zapravo.
>
Nema grupe za fizikalnu kemiju :-)
Boris
ToMo
> Zato jer se dok svijeca gori zrak zagrije i siri te izlazi iz posude,
> a kada se svijeca ugasi, zrak se ohladi pa se stvori podtlak.
> Nije po srijedi nikakva kemijska reakcija.
A kako je zrak dok se grijao izlazio iz case, a kad se hladi ne ulazi u
casu?
Ako je dno case propusno, onda i izlazi grijanjem i ulazi hladjenjem, pa
ako sad zanemarimo dinamiku procesa, imamo isti tlak u casi i vani.
Jednom mi je Papageno, onaj neki pjevac/glazbenik, u restoranu
Dopolavoro na Ucki pokazao pokus. To je bio kao test crnog vina da li je
razrjedjeno vodom. Dakle na tanjuric od kave se stavi malo vina, u
sredinu case se stavi komadic kruha (ili zvakace, sto god da drzi
svijecu ili sibicu) u koji je zabodena svijeca/sibica i zapali se. Odmah
se pokrije casom koja mora biti malo uza od tanjura, tako da nesto vina
bude i van case, a u tanjuru. I onda fino kad se plamen ugasi, vino udje
u casu zbog podtlaka i sad se, ako je vino razrijedjeno, zbog razlicite
gustoce vina i dodane mu vode, vani nalazi skoro pa prozirna voda.
Ok, ovo nije hermeticki sustav, i cini mi se da se tijekom izgaranja
dogadja ono sto ti govoris, dok gori imamo pretlak u casi koji se
manifestira pojavom mjehurica van case, dakle zrak ispod ruba case
izlazi kroz vino van, a kad se plamen ugasi, vino udje u casu. Ovdje
izgleda da je sve jasno: grijanje->pretlak->izlazi, gasenje->zrak
izasao->podtlak->usisava vino.
No da li kod hermetickog sustava to nastaje? Po meni ne, ako idemo
gornjom analogijom. Dakle grijanjem se stvara pretlak, kad se ugasi,
smanji se tlak hladjenjem zbog gubitka topline i vrati na pocetni,
okolni. To jest, mozda, jer ipak nastaju kemijske promjene koje bi mogle
promijeniti parcijalne tlakove. Ili ne. Buah.
--
ToMo
ToMo
Recimo ovdje kod vakumske terapije:
http://www.youtube.com/watch?v=lv0cp6RfO-0
Tu je razvidno da gorenjem vate u casi grijemo zrak koji izlazi i onda
odmah prisloni na kozu, upravo kad bi novi zrak trebao uci u casu zbog
podtlaka.
Dakle kod otvorenog sustava mozemo reci da se radi o pretlaku->podtlaku.
No zanima me sto je s hermetickim sustavom? Da li ce nakon izgaranja i
hladjenja ostati isti tlak?
--
ToMo
ToMo
http://munty13.blogspot.com/2009/08/chemical-history-of-candle.html
Mada se stvar tu sada siri i razvodnjuje zbog proizvodnje vodene pare iz
svijece...
--
ToMo
Boris Vuletic
>
> Jednom mi je Papageno, onaj neki pjevac/glazbenik, u restoranu
> Dopolavoro na Ucki pokazao pokus. To je bio kao test crnog vina da li je
> razrjedjeno vodom. Dakle na tanjuric od kave se stavi malo vina, u
> sredinu case se stavi komadic kruha (ili zvakace, sto god da drzi
> svijecu ili sibicu) u koji je zabodena svijeca/sibica i zapali se. Odmah
> se pokrije casom koja mora biti malo uza od tanjura, tako da nesto vina
> bude i van case, a u tanjuru. I onda fino kad se plamen ugasi, vino udje
> u casu zbog podtlaka i sad se, ako je vino razrijedjeno, zbog razlicite
> gustoce vina i dodane mu vode, vani nalazi skoro pa prozirna voda.
>
Prodavanje fora za turiste :-)))
> No da li kod hermetickog sustava to nastaje? Po meni ne, ako idemo
> gornjom analogijom. Dakle grijanjem se stvara pretlak, kad se ugasi,
> smanji se tlak hladjenjem zbog gubitka topline i vrati na pocetni,
> okolni. To jest, mozda, jer ipak nastaju kemijske promjene koje bi mogle
> promijeniti parcijalne tlakove. Ili ne. Buah.
Prvo trebalo bi napomenuti da ovaj sustav gdje casa poklapa tanjur vode
nije strogo gledajuci hermetican - plinovi su u manjoj ili vecoj mjeri
topljivi u vodi pa mogu prelaziti iz atmosfere u toj casi u vodu i obratno
Ako se neki 'hermeticno' (isprika Hermesu Trismegistosu na besramnom
koristenju imena u druge svrhe) zatvoreni volumen plina zagrije pa se
pusti da se ohladi na kraju ce imati naravno isti tlak kao i na pocetku
- jer se nije mijenjala kolicina plina u posudi
Kod gorenja se mijenja molaritet iliti kolicina pojedinih plinova u
smjesi ili ako bas hoces parcijalni tlakovi pa onda i tlak. Reakcija
C+02->CO2 ne mijenja kolicinu plina ali ga 4H+02->2H20 mijenja tu
umjesto jedne molekule nastaju dvije. No efekat je mali u usporedbi sa
onim termickim zato jer kisik cini samo 21% volumena a i gorenje ce
stati prije nego se sav potrosi
Boris
ToMo
koji se meni cine ispravni.
Podtlak u casi moze nastati na tri nacina:
1. Grijanje zraka gorenjem bilo cega u casi uzrokuje porast tlaka i ako
zrak moze izaci ispod case, on ce izaci. Nakon sto se plamen ugasi,
ostala je manja masa zraka u casi nego prije gorenja i kad se ta masa
pocne hladiti, smanjit ce joj se tlak i buduci se radi o manjoj masi
nego prije, tlak u casi ce biti manji nego pocetni i ako sad zrak moze
uci kroz isti otvor, uci ce, a ako mu se zabrani, ostat ce podtlak.
Ovaj fenomen se koristi kod one vakumske terapije:
http://www.youtube.com/watch?v=lv0cp6RfO-0
Uvodjenjem gorece alkoholom natopljene vate grije se zrak u casi i on
sirenjem izlazi iz case. U jednom trenutku se vrlo brzo izvadi vata iz
case i casa se prisloni na kozu. Buduci se radilo brzo, nije se uspio
izjednaciti tlak u casi, nego je ostao podtlak koji uvuce kozu u casu.
Ovdje dakle zanemarujemo kemijski sastav goriva i cinjenicu da se kisik
iz zraka trosi pri gorenju.
2. Buduci su vecina goriva ugljikovodici, pri gorenju se stvaraju dva
spoja: CO2 od ugljika i H2O od vodika. Dakle obje reakcije trose kisik
iz zraka u casi. Ovdje govorimo o ugljiku, a u tocki 3 o vodiku. Ako
gorivo ima samo ugljik, izgaranjem se smanjuje kolicina kisika u zraku i
njegov parcijalni tlak, ali se stvara CO2 koji nadoknadjuje taj gubitak
parcijalnog tlaka, pa bi time u casi trebala ostati ravnoteza tlaka
glede same kemijske reakcije. Dakle ako se radi o hermetickom prostoru,
tlak bi tijekom gorenja rastao samo zbog zagrijavanja plinova i nakon
hladjenja bi se vratio na pocetnu vrijednost. Ako se radi o otvorenom
sustavu (casa okrenuta naopako u tanjuru s vodom), tijekom gorenja ce
pretlak gurati zrak iz case, sto cemo vidjeti kao mjehurice koji izlaze
oko vanjske stijenke case, a nakon gasenja ce podtlak koji se stvorio
hladjenjem manje mase zraka od pocetne povuci vodu u casu.
3. Ako se gorivo sastoji samo od vodika, izgaranjem se trosi kisik iz
zraka i stvara se vodena para koja se kondenzira na hladnoj stijenki
case. Ako se apsolutno svo gorivo idealno pretvara u vodenu paru koja se
sva kondenzira na stijenci, onda gubimo sav parcijalni tlak kisika u
casi i podtlak se mozda stvara i tijekom gorenja. E sad, da li i u kojoj
mjeru, ovisi o razlici tlaka koja pada zbog trosenja kisika i povecanju
tlaka dusika zbog zagrijavanja. Ne znam.
I na kraju dolazi svijeca, koja ima i ugljika i vodika.
Dakle gorenjem se em stvara vodena para koja odlazi na stijenke i
kondenzira se i smanjuje parcijalni tlak kisika, em se stvara CO2 koji
isto trosi kisik i odrzava ravnotezu tlaka, em se grije dusik koji
povecava tlak u casi. Koja je rezultanta tih tri fenomena? Po nekima je
negativna i voda polako ulazi u casu vec tijekom izgaranja.
http://www.wonderquest.com/candle-out.htm
Po drugima rezultanta je pozitivna i zagrijani zrak izlazi stvarajuci
mjehurice, a tome sam i ja svjedocio. No u mom pokusu se radilo o
sibici, no ne znam da li u drvcu ima vodika, no ne sjecam se rosenja
case, pa mozda nije ista stvar.
Nakon sto se plamen ugasi zbog nedostatka kisika, voda nastavlja ulaziti
jer se hlade plinovi CO2, N i preostala vodena para se kondenzira. No
meni ne stima teorija sa ovog linka da bi voda trebala uci naglo. Ako je
voda usla naglo, to znaci da je tijekom izgaranja nesto zraka izaslo i
time smanjilo ukupnu masu plinova u casi. Ako nista nije izaslo tijekom
gorenja, vec uslo kao sto sugariraju, zasto bi onda tako naglo nastao
podtlak zbog hladjenja plinova?
Izgleda da nema druge no napraviti doma par eksperimenata.
--
ToMo
ToMo
> Prodavanje fora za turiste :-)))
Cuj, ja sam doma probao s "pravim" vinom i onda ga razrjedio, i razlika
u boji vode izvan case se primjeti. Nije to tako drasticno, no vidi se
razlika.
> Prvo trebalo bi napomenuti da ovaj sustav gdje casa poklapa tanjur vode
> nije strogo gledajuci hermetican - plinovi su u manjoj ili vecoj mjeri
> topljivi u vodi pa mogu prelaziti iz atmosfere u toj casi u vodu i obratno
Mislim da topljenje plina u vodi ovdje mozemo zanemariti kao fenomen
koji moze doprinjeti rjesenju problema. Topljenje je relativno spor
proces, a ovdje se radi o par sekundi.
> Kod gorenja se mijenja molaritet iliti kolicina pojedinih plinova u
> smjesi ili ako bas hoces parcijalni tlakovi pa onda i tlak. Reakcija
> C+02->CO2 ne mijenja kolicinu plina ali ga 4H+02->2H20 mijenja tu
> umjesto jedne molekule nastaju dvije. No efekat je mali u usporedbi sa
> onim termickim zato jer kisik cini samo 21% volumena a i gorenje ce
> stati prije nego se sav potrosi
Ali mislim da se ne moze zanemariti gubitak kisika kod pretvorbe u H2O i
kondenzacije u hermetickom sustavu: samo on moze dovesti do finalnog
podtlaka u casi nakon gasenja i hladjenja.
--
ToMo
Philip Pirrip
ne dozvoli da vru�i plinovi (dugo) ulaze tj. da plamen grije zrak u
�a�i... vjerojatno se ve� za vrijeme stavljanja �a�e (a to radimo
oprezno da ne bi poprskali vodom plamen) u njoj nalazi vrlo vruďż˝ plin
(300-400�C) pa se zbog toga kasnije i ne vidi da je kroz vodu izi�ao vi�ak.
Kako ovo napraviti... ili nekako upaliti svije�u kad je �a�a ve�
zabrtvljena vodom ili brzo i sa strane dovesti �a�u nad svije�u.
Da svije�a bude �to manja, mogao bi zapaliti i 'du�ice' koje plivaju na
ulju (i njega sagorijevaju), one bi bile tek par milimetara iznad
povr�ine ulja.
R
> R wrote:
>
>> Hmm, buduci da se ne javljaju veci strucnjaci, da probam ja nesto
>> sloziti... Dakle, kod gorenja nastaju uglavnom CO2 i H2O (udio CO je za
>> ove argumente zanemariv). Kad bi nastajao samo CO2 onda bi broj
>> molekula bio isti kao broj molekula O2 prije sagorijevanja, pa bi
>> parcijalni tlak (u aproksimaciji idealnog plina) ostao isti. Ali buduci
>> da u ugljikovodicima (i drugim organskim spojevima) ima i dosta vodika,
>> nastaje i H2O tj. vodena para koja onda kondenzira i tako se tlak
>> smanjuje.
>
> To su samo tvoja razmisljanja ili imas i neku referencu za to? Pala je i
Pa nisam bas pretrazivao svjetsku literaturu da bih pronasao sva ranija
istrazivanja tog problema... Uglavnom zdravorazumsko razmisljanje. Ali
ova stranica koju je netko malo dalje naveo:
http://munty13.blogspot.com/2009/08/chemical-history-of-candle.html
se u potpunosti slaze s onim sto sam ja napisao.
> meni na pamet ta voda, ALI da bi se vodena para kondenzirala potrebno je
> nekako odnosno nekamo odvesti veliku kolicinu toplote. Tako da to
Umm, "veliku kolicinu toplote"... nece bas biti. Jedva malo zagrije
casu, i to se brzo ohladi na temperaturu okoline.
> objasnjenje sa vodenom parom po meni ne objasnjava nista vise od onog
> klasicnog skolskog objasnjenja da je uzrok pada tlaka hladjenje
> zraka(tojest smjese plinova) u casi. Ovaj "pokus" se toliko puta
Ako se hlade (stiskaju) morali su se najprije zagrijati (siriti). Ako
se pokus pazljivo izvede tako da kod sirenja nista zraka ne izadje
ispod case (npr. casa se na zapaljenu svijecu stavlja s rubom malo
ukoso) moze se razluciti jedan i drugi efekt (grijanje-hladjenje
odnosno kondenzacija H2O koja je nastala izgaranjem).
r
Boris Vuletic
> Cuj, ja sam doma probao s "pravim" vinom i onda ga razrjedio, i razlika
> u boji vode izvan case se primjeti. Nije to tako drasticno, no vidi se
> razlika.
>
Aha. A je li ti ikad palo na pamet da samo nalijes malo razrijedjenog
vina na tanjuric i usporedis sa "pravim"? - bez svih tih cirkusarija sa
svijecom i ostalim
> Ali mislim da se ne moze zanemariti gubitak kisika kod pretvorbe u H2O i
> kondenzacije u hermetickom sustavu: samo on moze dovesti do finalnog
> podtlaka u casi nakon gasenja i hladjenja.
Nisma rekao da se moze zanemariti. I zasto bi jedino taj mehanizam od 3
o kojima smo diskutirali doveo do podtlaka? Uostalom izracunaj efekte
sva 3 mehanizma pa ces vidjeti
Boris
ToMo
> Aha. A je li ti ikad palo na pamet da samo nalijes malo razrijedjenog
> vina na tanjuric i usporedis sa "pravim"? - bez svih tih cirkusarija sa
> svijecom i ostalim
Razlika je vizualno neuoc(ljiva. Osim toga, u kojem restoranu ti daju
pravo i razrijedjeno vino da usporedis?
:)
> Nisma rekao da se moze zanemariti. I zasto bi jedino taj mehanizam od 3
> o kojima smo diskutirali doveo do podtlaka? Uostalom izracunaj efekte
> sva 3 mehanizma pa ces vidjeti
Zato jer u zatvorenom sustavu grijanje i hladjenje bilo cega ne moze
dovesti do podtlaka. Spajanje O2 u CO2 bi trebalo svakako bitno manje
dovesti do podtlaka od spajanja O2 u H2O i kondenzacije, slozit ces se.
A racunati sada, e pa to mi se ne da vise, dovoljno sam se jebao s time
na toplini 2 na strojarstvu pocetkom 90-ih. To cemo pustiti mladjima. :)
--
ToMo