Como a água apaga o fogo? A energia térmica do fogo é transferida para a água, não é assim que funciona? Como a água priva o oxigênio e interrompe a combustão? Como o calor específico da água está conectado a isso? Se usarmos água quente em vez de água fria, isso faz a diferença?
Comentários
- Às vezes, o vapor é usado para apagar um incêndio, privando-o de oxigênio.
- Lá Há algumas boas respostas aqui, mas elas se contradizem. Os respondentes podem incorporar referências à literatura publicada para apoiar suas postagens?
Resposta
Para sustentar um incêndio, você precisa de três fatores: combustível, oxigênio e calor. Tire um dos três e o fogo se apaga. A água remove o calor. A maior parte dessa” remoção de calor “é a evaporação – cerca de 540 calorias / grama, portanto, 7x mais calor do que o necessário para levar a água de 20 ° C à fervura (com uma ponta do chapéu para @Jasper por apontar um valor incorreto na revisão anterior da resposta). Portanto, usar água quente é ” uma bit “menos eficiente para resfriamento (por unidade de massa de água adicionada), mas não tão ruim quanto você pode imaginar. E a água quente criará (relativamente) mais vapor, o que realmente melhorará seu papel como um asfixiante (afastando o oxigênio atmosférico).
Em certos tipos de fogo, usar água não funcionará bem (ou “de jeito nenhum “). Isso inclui incêndios com combustível líquido – a força da água pode dispersar o combustível no ar e, portanto, o resfriamento não acontece onde o fogo acontece (na verdade, isso pode piorar as coisas, uma vez que muitas gotas de combustível podem agora explodir em chamas longe do base), incêndios químicos (você pode causar reações adicionais ou apenas acelerar a reação dissolvendo os componentes) e incêndios em que o combustível reage com a água – por exemplo, certos tipos de incêndios de metal (por exemplo, aparas de magnésio, metais alcalinos, e similares). Também não deseja adicionar água quando houver outros riscos relacionados ao seu uso (por exemplo, altas tensões).
É por isso que muitos extintores de “uso geral” tendem a ser do tipo “privado de oxigênio” – espuma, pó.
Pensamento posterior baseado na resposta de BeastRaban: quando a água se torna vapor, é mais leve que o ar, com uma massa atômica de 18 vs 29 para a mistura usual de oxigênio / nitrogênio – mas sendo geralmente mais frio do que uma chama (a maioria do vapor estará em torno de 100 ° C), pode diminuir a taxa com a qual ar fresco está sendo puxado para o fogo. Como tal, não é apenas um refrigerante do combustível (que diminui a taxa de reação exotérmica que ocorre), mas também um asfixiante, afastando o oxigênio (ou pelo menos reduzindo a velocidade do taxa na qual está sendo reabastecido).
Comentários
- @KyleKanos – true; Eu não ‘ acho que não precisava ser dito explicitamente, mas como você mencionou, eu incluí. Eu estava tentando errar em dar uma resposta de física sem me tornar muito químico.
- 80 calorias por grama é a quantidade de calor necessário para derreter gelo. A quantidade de calor necessária para evaporar a água é de 540 calorias por grama. A quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura da água líquida de 20 ° C para 100 ° C é mais 80 calorias por grama.
- Não ‘ nunca coloque água em uma frigideira acesa: youtube.com/watch?v= EYuQyup0A0M
- Este é provavelmente um bom momento para vincular isso ao assunto de incêndios químicos não extintores: pipeline.corante.com/archives/2008 / 02/26 / …
- Claro, as vantagens da água sobre os asfixiantes são 1) it ‘ é barato e comumente disponível e 2) uma vez que as pessoas também precisam de oxigênio, ‘ não há perigo de asfixia a coisa errada (consulte: Extintores de sala automatizados de halogênio).
Resposta
Para sustentar o fogo, é verdade que você precisa do tri-fator de oxigênio, combustível e calor.
No entanto, extinção de fogo e pelo uso da água, é diferente do que se poderia pensar.
Na verdade, a água “suga” energia para mudar sua fase, e assim reduz o fator de calor, mas o verdadeiro ponto crucial está na água propriedades de expansão.
A água é mais pesada que o ar quente e, como tal, mergulha no fogo. É na base do fogo que a maior parte do trabalho é feito.
A água é aquecida, concordo, isso absorve um pouco de calor, mas o mais importante de tudo, ela se transforma em vapor. em virtude desse processo, a água se expande por um fator de 300 (ou talvez 3000? Não consigo me lembrar daquele factóide dos meus dias de bombeiro) e serve para realmente criar um “cobertor” que se move para cima que separa o oxigênio do fonte de fogo.
As razões pelas quais a água deve ser evitada ao lidar com incêndios elétricos ou químicos são inúmeras: 1.Em incêndios elétricos, a principal preocupação é que haja fios elétricos nas proximidades e que o uso de água possa realmente aumentar a área afetada e criar vítimas / problemas adicionais. 2. Em incêndios químicos, muitos agentes / aceleradores de combustão são mais leves do que a água (óleos, por exemplo), portanto, usar água pode realmente aumentar o perímetro por “convecção” de materiais inflamáveis para fora da contenção e para um ambiente rico em oxigênio. 3. Alguns agentes químicos, quando queimados e introduzidos na forma de vapor, podem ser transportados pelo ar na forma de aerossol, embora geralmente não queimem como tal, podem ser perigosos por si próprios como toxinas, etc.
Portanto, para resumir – o uso principal da água como extintor de incêndio é devido à sua capacidade de “inflar & separar” mais do que qualquer outra propriedade que eles tenham.
Lá Existem outros métodos preferíveis de combate a incêndio e extinção, que são usados hoje, gás Helon, espumas extintoras, etc. cada um visa um aspecto diferente (às vezes até 2) do triângulo do fogo.
Comentários
- Acho que ‘ está mais próximo de 3000, como vapor de água em temperatura ambiente é 1200 menos denso que a água líquida em temperatura ambiente, e o calor só servirá para dispersar ainda mais as moléculas …
- O problema com os fogos líquidos não ‘ t só que a água pode ” aumentar a área afetada “. Se o líquido em combustão estiver substancialmente acima de seu ponto de autoignição, a evaporação da água pode converter o líquido inflamável em um aerossol que foi ligeiramente resfriado, mas ainda está quente o suficiente para inflamar em contato com o ar, não apenas espalhando a área do solo coberto pelo fogo, mas também acendendo qualquer coisa que possa estar a poucos metros acima dele.
- Ponto interessante sobre o papel da expansão do vapor para afastar o oxigênio. Mas observe que a água é mais leve que o ar (H2O = 18, mistura de O2 e N2 ~ 30), então eu suspeito que o efeito de resfriamento, que irá reduzir a taxa na qual o ar flui para cima e para longe (” sugar ” novo oxigênio pela lateral) ainda é muito importante – mesmo que ‘ seja parcialmente para resfriar o combustível , e em parte para desacelerar o rascunho, que é a aspiração de mais oxigênio.
- De acordo com minhas tabelas de vapor (também conhecidas como ” Propriedades de H2O saturado “), a 100 ° C na pressão atmosférica padrão, a água é 1600 vezes mais densa do que o vapor. Esta relação depende fortemente da temperatura e pressão. A 120 ° C e 1,96 vezes a pressão atmosférica padrão, a água é 840 vezes mais densa que o vapor.
- OK, isso faz sentido, eu acho. No treinamento básico de bombeiro, lembro-me que eles afirmam vezes 3.000, mas isso pode ter sido um grande número aleatório … No entanto, eu me lembro de uma vitrine experimental, que mostrou que a dinâmica real é verdadeira
Resposta
A água, em geral, não ajuda a apagar um incêndio. Os incêndios típicos, no entanto, podem ser atacados com sucesso usando apenas água, pois ela pode resfriar o combustível na base do fogo ou gerar uma barreira de vapor entre o oxigênio atmosférico e o combustível quente.
A água pode acelerar o hidrocarboneto líquido fogos por dispersão de combustível.
A água pode gerar misturas gasosas explosivas quando aplicada a alguns incêndios com carvão.
A água pode reagir com alguns metais e produtos químicos para acelerar diretamente o fogo.
A água reage exotermicamente com o revestimento do elemento de combustível nuclear em condições de acidente para gerar hidrogênio explosivo.
Água quente versus fria provavelmente não importaria, pois o calor latente de vaporização dominará o calor necessário para elevar a água fria de uma dada temperatura para alguma temperatura mais alta (acima do ponto de saturação). No caso em que a remoção do oxigênio é mais importante do que resfriar o foco do fogo, a água quente pode ser mais eficaz.