Il fuoco respira?

Il fuoco respira?

Episodio 10

domenica 14/01/18 09:29 - ultimo aggiornamento: giovedì 11/01/18 13:36

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In un certo senso il fuoco respira, provate a mettere una candela accesa sotto una campana di vetro, esaurito il comburente (l’ossigeno), la fiamma si spegne. Perché una simile reazione avvenga, oltre al comburente, l’ossigeno, serve un combustibile, una sostanza che possa bruciare, che possa reagire con l’ossigeno, abbastanza calda da prendere fuoco, e la reazione di combustione deve generare calore sufficiente da mantenere il fuoco. Se manca uno di questi tre ingredienti, che costituiscono il cosiddetto ‘triangolo di fuoco’, non abbiamo la reazione. Gli estintori eliminano uno di questi ingredienti. Una fiamma è una miscela luminosa di gas ad alta temperatura derivati dalla combustione di sostanze solide, liquide o gassose. La luce che produce è dovuta agli elettroni eccitati, le particelle più esterne degli atomi, che assorbono calore, energia termica, e la convertono in energia luminosa. Più in generale, la combustione è un processo chimico di ossidazione (una sostanza cede elettroni e una li riceve) delle molecole organiche ed è simile a quello che avviene nelle cellule degli esseri viventi, con consumo di ossigeno, e che prende il nome di respirazione. L’analogia fra fuoco, combustione e respirazione è dunque molto profonda.

 

Esperimento di Margot

Occorrente
Aceto; bicarbonato di sodio, brocca di vetro, candele, accendino o fiammiferi

Come si fa
Accendete le candele. In una brocca mettete un po’ di bicarbonato (4/5 cucchiai) e versate dell’aceto, la schiuma che vedete è dovuto all’anidride carbonica che si forma dalla reazione fra aceto e bicarbonato. Una volta che la schiuma si è ridotta, prendete la brocca e fate il gesto di versare il contenuto sopra le candele, ma senza far cadere il liquido… le candele magicamente si spegneranno. Il fuoco, per bruciare, ha bisogno di ossigeno, combustibile e calore. Se togliete uno di questi tre ingredienti il fuoco si spegne. Il bicarbonato di sodio è una sostanza basica e reagisce con l’aceto, che è una sostanza acida, producendo anidride carbonica CO2. Poiché la CO2 è un gas più pesante dell’aria, una volta prodotto, resta nella brocca, non vola via, potete quindi versarlo sulla fiamma come se fosse un liquido invisibile. La CO2 si sostituisce all’ossigeno e impedisce alla fiamma di bruciare, soffocandola. Anche noi soffocheremmo se al posto dell’ossigeno ci fosse solo anidride carbonica. Per questo… diciamo che il fuoco respira, e respira ossigeno… un po’ come noi.

 

Curiosità

Quando l’uomo ha acceso il primo fuoco?
L’uso del fuoco è una delle scoperte che ha più influito sull’evoluzione umana. Circa un milione e mezzo di anni fa gli uomini impararono a usare il fuoco, all’inizio non sapevano come accenderlo e si limitavano a mantenere i fuochi che trovavano, per esempio in seguito alla caduta di fulmini. Era importante mantenerlo e proteggerlo perché non si spegnesse. Non sappiamo con esattezza quando l’uomo abbia imparato ad accenderlo, attraverso l’uso di tecniche con pietre battenti, o lo sfregamento di pezzi di legno. Oggi abbiamo tanti strumenti per accendere il fuoco, ma prima della loro invenzione, accenderlo richiedeva molta abilità. Un’abilità che ha maturato non solo l’Homo Sapiens, ma, sulla base di recenti ritrovamenti, anche il nostro cugino l’Homo di Neanderthal. Nella Francia sud-occidentale, sono stati ritrovati blocchi di biossido di manganese, con cui forse il Neanderthal trattava la legna per rendere più facile l’accensione del fuoco.

Perché il fuoco ha colori diversi?
Una sostanza riscaldata emette energia sotto forma di luce, il cui colore cambia (dall’infrarosso all’ultravioletto) man mano che la temperatura della sostanza varia. La temperatura dei combustibili più comuni (carbone, legna) è tale che le particelle di carbonio di cui sono fatti emettano luce rossa. Ma la colorazione dipende anche dalle sostanze che partecipano alla combustione. Le molecole di alcuni elementi possiedono un eccesso di energia, che liberano sotto forma di radiazione luminosa. Il sodio genera una fiamma gialla, il potassio una rosa, il bario verde, il metano azzurra e così via. La combustione dell’idrogeno puro forma invece una fiamma invisibile, perché la luce emessa è ultravioletta, e i nostri occhi non possono percepirla. Lo stesso fenomeno è sfruttato negli spettacoli pirotecnici, basta miscelare opportune sostanze per avere colori intensi.

Da cosa nasce il crepitio del fuoco?
Il crepitìo del fuoco è dovuto alla presenza di acqua intrappolata all’interno di micro-strutture chiuse nel legno: l’aumento di pressione dovuto alla trasformazione di acqua liquida in vapore, all’interno di questi interstizi, provoca le piccolissime esplosioni che percepiamo come crepitio e le scintille.

Storie: Caronavirus

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