Hur släcker vatten eld? Värmeenergi från elden överförs till vattnet, är det inte så det fungerar? Hur berövar vatten syre och stoppar förbränningen? Hur är den specifika värmen på vatten kopplad till detta? Om vi använder varmt vatten istället kallt vatten, gör det göra skillnad?
Kommentarer
- Ibland används ånga för att släcka en eld genom att beröva den syre.
- Där finns några bra svar här, men de motsäger varandra. Kan svararna införliva referenser till publicerad litteratur för att stödja sina inlägg?
Svar
För att upprätthålla en brand behöver du tre faktorer: bränsle, syre och värme. Ta bort en av de tre och elden slocknar. Vatten tar bort värme. Det mesta av detta” avlägsnande av värme ”är avdunstningen – ungefär 540 kalorier / gram, så 7 gånger mer värme än vad som behövs för att få vatten från 20 ° C till kokning (med en spets på hatten till @Jasper för att påpeka felaktigt värde i tidigare revision av svaret). Så att använda varmt vatten är ” a lite ”mindre effektivt för kylning (per massa tillsatt vatten), men inte så illa som du kanske tror. Och varmt vatten kommer att skapa (relativt) mer ånga som faktiskt kommer att förbättra sin roll som kvävande (trycka bort atmosfäriskt syre).
I vissa typer av eld fungerar inte vatten (eller ”alls”) ”). Det inkluderar bränder med flytande bränsle – vattenkraft kan sprida bränslet i luften och därmed sker inte kylningen där branden inträffar (faktiskt kan detta förvärra saker, eftersom många droppar bränsle nu kan spränga i lågan bort från bas), kemiska bränder (du kan orsaka ytterligare reaktioner eller bara påskynda reaktionen genom att lösa upp komponenterna) och bränder där bränslet skulle reagera med vatten – till exempel vissa typer av metallbränder (t.ex. magnesiumspån, alkalimetaller, och liknande). Du vill inte lägga till vatten när det finns andra risker relaterade till dess användning (till exempel höga spänningar närvarande).
Det är därför många ”allmänna ändamål” -släckare tenderar att vara av ”berövande av syre” – skum, pulver.
Eftertanke baserad på BeastRabans svar: när vatten blir ånga, det är lättare än luft, med en atommassa på 18 mot 29 för den vanliga syre / kväveblandningen – men eftersom den i allmänhet är kallare än en flamma (de flesta ångorna kommer att vara runt 100 ° C), kan det sakta ner hastigheten med vilken frisk luft dras in i elden. Som sådan är det inte bara ett kylvätska av bränslet (som saktar ner den exotermiska reaktion som äger rum) utan också ett kvävande, som skjuter bort syre (eller åtminstone saktar ner hastighet med vilken det fylls på).
Kommentarer
- @KyleKanos – sant; jag gjorde inte ’ t tror att det behövde uttryckligen sägas men eftersom du tog upp det inkluderade jag det. Jag försökte ta fel på sidan att ge ett fysiksvar utan att bli för kemiskt.
- 80 kalorier per gram är mängden värme som krävs för att smälta is. Mängden värme som krävs för att avdunsta vatten är 540 kalorier per gram. Mängden värme som krävs för att höja flytande vattentemperatur från 20 ° C till 100 ° C är ytterligare 80 kalorier per gram.
- Don ’ t häll aldrig vatten i en brinnande flisbrand: youtube.com/watch?v= EYuQyup0A0M
- Detta är förmodligen ett bra tillfälle att länka detta om ämnen som inte släcks kemiska bränder: pipeline.corante.com/archives/2008 / 02/26 / …
- Naturligtvis är fördelarna med vatten framför asfyxanter 1) det ’ billigt och allmänt tillgängligt, och 2) eftersom människor också behöver syre, finns det ’ ingen risk för kvävning fel sak (se: Halogen automatiska rumsläckare).
Svar
För att upprätthålla eld är det sant att du behöver trefaktorn syre, bränsle och värme.
Hur som helst släckande gran e genom användning av vatten, är annorlunda än vad man skulle tro.
Vatten ”suger” energi för att ändra sin fas och minskar därmed värmefaktorn, men den verkliga kärnan ligger i vattnet expansionsegenskaper.
Vatten är tyngre än varm luft och sjunker som sådan ner i elden. Det är vid eldens botten det mesta av arbetet är gjort.
Vattnet värms upp, beviljat, detta tar upp lite värme, men viktigast av allt blir det ånga. i kraft av denna process expanderar vattnet med en faktor på 300 (eller kanske 3000? Jag kan inte komma ihåg den faktoiden från min brandbekämpningsdag), och tjänar till att faktiskt skapa en uppåtgående ”filt” som separerar syret från brandkälla.
Anledningarna till att vatten ska undvikas vid elektriska bränder eller kemiska bränder är många: 1.I elektriska bränder är det största problemet att det finns levande ledningar i närheten, och att använda vatten faktiskt kan öka det drabbade området och skapa ytterligare offer / problem. 2. I kemiska bränder är många brännmedel / acceleratorer lättare än vatten (till exempel oljor), vilket innebär att användning av vatten faktiskt kan öka omkretsen genom att ”konveka” brännbara ämnen ur inneslutning och till en syrerik miljö. 3. Vissa kemiska agenser kan, när de bränns och införs i ånga, bli luftburna i former av aerosol, medan de vanligtvis inte brinner som sådana, men de kan vara farliga på egen hand som gifter etc.
Sammanfattningsvis upp – den primära användningen av vatten som brandsläckare beror på deras förmåga att ”blåsa upp & separera” mer än någon annan egendom de har.
Där är andra / föredragna metoder för brandbekämpning och släckning, som används idag, helongas, släckskum etc. vardera riktar sig mot en annan (ibland till och med 2) aspekt av brandtriangeln.
Kommentarer
- Jag antar att det ’ är närmare tiderna 3000, som vattenånga vid rumstemperatur är 1200 mindre tät än vattenvätska vid rumstemperatur, och värme tjänar bara till att sprida molekylerna ytterligare …
- Problemet med flytande bränder är inte ’ t bara att vatten kan ” öka det drabbade området ”. Om den brinnande vätskan ligger väsentligen över dess självantändningspunkt kan avdunstningen av vatten omvandla den brandfarliga vätskan till en aerosol som har svalnat något, men som fortfarande är tillräckligt varm för att antändas vid kontakt med luft, inte bara sprider markområdet. täckt av elden, men antänder också allt som kan vara inom några meter ovanför den.
- Intressant punkt om ångutvidgningens roll för att driva bort syre. Men observera att vatten är lättare än luft (H2O = 18, blandning av O2 och N2 ~ 30) så jag misstänker att kylningseffekten, vilket kommer att minska den hastighet med vilken luft strömmar upp och bort (” suger in ” nytt syre in från sidan) är fortfarande mycket viktigt – även om det ’ delvis är att kyla bränslet , och delvis för att sakta ner utkastet, det vill säga att mer syre dras in.
- Enligt mina ångtabeller (aka ” Egenskaper för mättad H2O ”), vid 100 ° C vid standardatmosfärstryck är vatten 1600 gånger tätare än ånga. Detta förhållande beror starkt på temperatur och tryck. Vid 120 ° C vid 1,96 gånger standardatmosfärstryck är vatten 840 gånger tätare än ånga.
- OK det är vettigt, antar jag. I grundläggande brandmansträning minns jag att de anger tiderna 3000, men det kan bara ha varit ett slumpmässigt stort antal … Men jag minns en experimentell utställning, som visade att den faktiska dynamiken var sant
Svar
Vatten hjälper i allmänhet inte till att släcka en eld. Typiska bränder kan dock attackeras framgångsrikt med enbart vatten, eftersom det kan kyla bränslet vid eldens botten eller generera en ångspärr mellan atmosfäriskt syre och det heta bränslet.
Vatten kan påskynda flytande kolväte. bränder genom att sprida bränsle.
Vatten kan generera explosiva gasformiga blandningar när det appliceras på vissa kolbränder.
Vatten kan reagera med vissa metaller och kemikalier för att påskynda branden direkt.
Vatten reagerar exotermiskt med kärnbränsleelement som täcker under olycksförhållanden för att generera explosivt väte.
Varmt vatten kontra kyla spelar sannolikt ingen roll, eftersom den latenta förångningsvärmen kommer att dominera värmen som är nödvändig för att höja kallt vatten av en given temperatur till någon högre temperatur (över mättnadspunkten). I fallet att avlägsnande av syre är viktigare än att kyla eldstolen, kan varmt vatten vara mer effektivt.