Racjonalista - Strona głównaDo treści
Co się stanie, kiedy płonącą świecę zanurzymy w ciekłym tlenie?

Ten wątek jest przedawniony

Działy Forum » Nauka
NapisanoAutorTytuł
25-02-2007 22:15Ocykan (3528 punktów)Co się stanie, kiedy płonącą świecę zanurzymy w ciekłym tlenie?
Co się stanie, kiedy płonącą świecę zanurzymy w ciekłym tlenie? Zgaśnie, nastąpi wybuch, będzie się dalej palić (jak, w cieczy?), czy jeszcze coś innego?
Autor wątku ma uprawnienia do usuwania wypowiedzi, jeżeli łamią regulamin Forum lub znacznie odbiegają od tematu.

IQ955 (2355 punktów)Świeczka
>Co się stanie, kiedy płonącą świecę zanurzymy w
>ciekłym tlenie? Zgaśnie, nastąpi wybuch, będzie się
>dalej palić (jak, w cieczy?), czy jeszcze coś innego?

Ciekawe pytanie. Wiem, że można zgasić zapałkę w benzynie! (ponieważ płonie nie benzyna, ale jej opary). Tylko prosze tego nie robić koniecznie! Nie jest to bezpieczne!
Tu jest trochę inny przypadek.
Nie wiem, czy w ogóle da się wykonać to doświadczenie. Świeca (choć lepiej byłoby myśleć o dowolnym płonącym ciele) zanurzana w tlenie musi najpierw przejść przez jego opary i tu pewnie nastąpiłoby wzmocnienie płomienia. Z drugiej strony "okolica" płynnego tlenu musi być bardzo zimna - więc to może zniweczyć proces palenia (który jest w końcu jakimś stanem równowagi). Myślę, że zależałoby od konkretnych wartości liczbowych. To znaczy, czy powstawałaby dość szybko dostateczna ilość, dostatecznie gorących gazów, aby uniemożliwić "zalanie" ciała. Ale to moje spekulacje.

Fizycy! Do roboty!

P.S. Jest cała seria podobnych zabawnych "zagadek". Na przykład, co się dzieje energią sprężyny ściśniętej (powiedzmy szklanych uchwytem) rozpuszczonej w kwasie solnym?
Dlaczego lustro odwraca prawo-lewo, a nie odwraca góra-dół?
etc.

Pozdrowienia,

IQ955. [Marek Czeszek]
Ocykan (3528 punktów)Odp: Świeczka
>Jest cała seria podobnych zabawnych "zagadek". Na przykład, co się dzieje energią sprężyny ściśniętej (powiedzmy szklanych uchwytem) rozpuszczonej w kwasie solnym?

Energia sprężyny zostanie przekazane roztworowi, powstałemu w wyniku jej rozpuszczenia. Roztwór, który powstanie w wyniku rozpuszczenia ściśniętej sprężyny, będzie miał nieco wyższą temperaturę niż roztwór jaki by powstał, gdyby nie była ściśnięta.

>Dlaczego lustro odwraca prawo-lewo, a nie odwraca góra-dół?

Nie wiem, słaby jestem z optyki. Mam nadzieję, że ktoś tu to wyjaśni.
sceptymucha

>>Dlaczego lustro odwraca prawo-lewo, a nie odwraca góra-dół?
>Nie wiem, słaby jestem z optyki. Mam nadzieję, że ktoś tu to wyjaśni.
Nic nie obraca. To jak z pytaniem czlowieka, ktory stoi na przeciw Ciebie, ktora strona jest lewa. Rozsadnie jest dopytac, moja czy Twoja lewa strona. W lustrze lewa strona pozostaje lewa, ale ludzie lubia wczuwac sie w pozycje 'tego, ktory jest w lustrze' i im sie strony wtedy nie zgadzaja.
Pozdrawiam
Ocykan (3528 punktów)
Masz rację, rzeczywiście odbija "na wprost". Odbicie głowy naprzeciw głowy modela, odbicie stóp naprzeciw stóp, odbicie lewej ręki naprzeciw lewej ręki, odbicie prawej naprzeciw prawej.
IQ955 (2355 punktów)
>>>Dlaczego lustro odwraca prawo-lewo, a nie odwraca góra-dół?
>>Nie wiem, słaby jestem z optyki. Mam nadzieję, że ktoś tu to wyjaśni.
>Nic nie obraca. To jak z pytaniem czlowieka, ktory stoi na przeciw Ciebie, ktora strona jest lewa. Rozsadnie jest dopytac, moja czy Twoja lewa strona. W lustrze lewa strona pozostaje lewa, ale ludzie lubia wczuwac sie w pozycje 'tego, ktory jest w lustrze' i im sie strony wtedy nie zgadzaja.
>Pozdrawiam
>
Oczywiście. I to jest rozwiązanie zagadki, którą pamiętam jeszcze z jakiejś dziecinnej książeczki do fizyki (typu "Wiem wszystko").

Pozdrowienia,

IQ955. [Marek Czeszek]
LEGION (3161 punktów)Odp: Co się stanie, kiedy płonącą świecę zanurzymy w ciekłym tlenie?
Przy tak niskiej temperaturze, i w takiej ilości...
Wydaje mi się, że zgasi świecę.

Lajf is brutal. Ja też.
Ocykan (3528 punktów)Jeszcze coś "z tej samej beczki"
Kiedy rozciągamy łańcuch - pierwsze pęka najsłabsze ogniwo. Załóżmy jednak przypadek idealny, wszystkie ogniwa identyczne. W takim przypadku zapewne wszystkie ogniwa pękną jednocześnie i łańcuch się po prostu rozsypie na poszczególe ogniwa (a właściwie na połówki ogniw, pęką przecież z obu stron).

Co się jednak stanie, kiedy zamiast idealnego łańcucha będziemy rozciągać idealny drut, który na całej swojej długości będzie jednakowo wytrzymały (nie będzie miał najsłabszego punktu). Czy taki drut będzie nie do zerwania czy też rozsypie się na pojedyncze kryształy metalu, z którego został wykonany?

A co będzie w przypadku idealnego sznurka, na co on się rozsypie (jeżeli w ogóle)?
Yossarian (12 punktów)Odp: Jeszcze coś "z tej samej beczki"
>Co się jednak stanie, kiedy zamiast idealnego łańcucha będziemy rozciągać idealny drut, który na całej swojej długości będzie jednakowo wytrzymały (nie będzie miał najsłabszego punktu). Czy taki drut będzie nie do zerwania czy też rozsypie się na pojedyncze kryształy metalu, z którego został wykonany?
>A co będzie w przypadku idealnego sznurka, na co on się rozsypie (jeżeli w ogóle)?
>

Cóż, to rozważania czysto teoretyczne, niemożliwe w żaden sposób do zilustrowania doświadczeniem. Zakładając, że drut jest 'idealny', a siła powodująca rozciąganie przyłożona jest dokładnie równolegle do drutu, to przy przekroczeniu wytrzymałości wiązań pomiędzy poszczególnymi cząsteczkami powinien się on rozpaść na pojedyńcze atomy... Oczywiście scenariusz ten jak już pisałem jest nie do zrealizowania.

Co do przypadku sznurka to nie jestem pewien w jaki sposób miałby się on 'rozsypać'.
Sedah
>Kiedy rozciągamy łańcuch - pierwsze pęka najsłabsze ogniwo. Załóżmy jednak przypadek idealny, wszystkie ogniwa identyczne. W takim przypadku zapewne wszystkie ogniwa pękną jednocześnie i łańcuch się po prostu rozsypie na poszczególe ogniwa (a właściwie na połówki ogniw, pęką przecież z obu stron).

Mylisz się. Jest to typowe zadanie z dynamiki. Rozciąganie oznacza przyłożenie do obydwu końców łańcucha pewnych sił. Siły te nie będą się równomiernie rozkładać na wszystkie ogniwa i w efekcie pęknie te ogniwo, na które działa największa siła.

>Co się jednak stanie, kiedy zamiast idealnego łańcucha będziemy rozciągać idealny drut, który na całej swojej długości będzie jednakowo wytrzymały (nie będzie miał najsłabszego punktu). Czy taki drut będzie nie do zerwania czy też rozsypie się na pojedyncze kryształy metalu, z którego został wykonany?
>A co będzie w przypadku idealnego sznurka, na co on się rozsypie (jeżeli w ogóle)?
>

Podobnie jak wyżej. Na każdy punkt takiego sznurka będzie działać inna siła więc pęknie on w tym punkcie gdzie jest ona największa.
Ocykan (3528 punktów)
>Rozciąganie oznacza przyłożenie do obydwu końców łańcucha pewnych sił. Siły te nie będą się równomiernie rozkładać na wszystkie ogniwa i w efekcie pęknie te ogniwo, na które działa największa siła.

Jak zatem te siły będą się rozkładać(zakładamy, że łąńcuch jest idealny, siły przyłożone do obu końców mają tę samą wartość i działają wzdłuż tej samej prostej)? Na które ogniwo będzie, Twoim zdaniem, działać największa siła (załóżmy, że łańcuch składa się z 10 ogniw)?
Yossarian (12 punktów)Odp: Co się stanie, kiedy płonącą świecę zanurzymy w ciekłym tlenie?
>Co się stanie, kiedy płonącą świecę zanurzymy w
>ciekłym tlenie? Zgaśnie, nastąpi wybuch, będzie się
>dalej palić (jak, w cieczy?), czy jeszcze coś innego?
>

Do reakcji spalania (czyli syntezy różnych pierwiastków, głównie węgla, z tlenem) potrzebna jest określona temperatura, a zanurzając świecę w ciekłym tlenie oziębimy kont po czym on zgaśnie. To tak jak z dmuchaniem przy rozpalaniu ogniska - kiedy dmuchamy lekko dostarczamy więcej tlenu nie powodując jednak dużego obniżenia temperatury, przy mocniejszym dmuchnięciu płomień jednak gaśnie...
Ocykan (3528 punktów)
>oziębimy kont po czym on zgaśnie. To tak jak z dmuchaniem przy rozpalaniu ogniska - kiedy dmuchamy lekko dostarczamy więcej tlenu nie powodując jednak dużego obniżenia temperatury, przy mocniejszym dmuchnięciu płomień jednak gaśnie...

Sądzę, że płomień nie dlatego zgaśnie, że jego temperatura zostanie "obniżona". Cóż to jest bowiem płomień?
Płomień to widzialna objętość gazowa, w której zachodzą reakcje pirolizy, utleniania i spalania.
pl.wikipedia.org/wiki/Płomień
Dmuchając energicznie na płomień powodujemy jego (tj. tej objętości gazowej) oderwanie od materiału palnego oraz rozproszenie.

Nasunęło mi się natomiast inne pytanie. Czy temperatura płomienia zależy od temperatury otoczenia? Tzn. czy temperatura płomienia świecy na równiku jest wyższa niż temperatura płomienia tejże samej świecy na biegunie?
Yossarian (12 punktów)
>Nasunęło mi się natomiast inne pytanie. Czy temperatura płomienia zależy od temperatury otoczenia? Tzn. czy temperatura płomienia świecy na równiku jest wyższa niż temperatura płomienia tejże samej świecy na biegunie?

Nie, temperatura plomienia na biegunie jest taka sama jak na rownik - jezeli bedziesz w stanie zapalic swiece na biegunie. Wszystko zalezy od ilosci ciepla wydzielanego przez reakcje spalania, a ilosci ciepla pobieranego przez otoczenie, jezeli ta druga wartosc jest wyzsza to plomien zgasnie.

Jezeli zas polejesz plomien ciecza o temperaturze okolo -200 stopni Celsjusza to jestem pewien ze plomien zgasnie - nawet jezeli bedzie to jeden z substratow reakcji czyli tlen. Po prostu reakcja spalania nie bedzie w stanie wytworzyc tempertury niezbednej do jej przebiegu. Zanurzajac plonacy kont w cieklym tlenie oziebisz go do jego temperatury.
Archi (547 punktów)
>Nie, temperatura plomienia na biegunie jest taka sama jak na rownik - jezeli bedziesz w stanie zapalic swiece na biegunie. Wszystko zalezy od ilosci ciepla wydzielanego przez reakcje spalania, a ilosci ciepla pobieranego przez otoczenie, jezeli ta druga wartosc jest wyzsza to plomien zgasnie.
>Jezeli zas polejesz plomien ciecza o temperaturze okolo -200 stopni Celsjusza to jestem pewien ze plomien zgasnie - nawet jezeli bedzie to jeden z substratow reakcji czyli tlen. Po prostu reakcja spalania nie bedzie w stanie wytworzyc tempertury niezbednej do jej przebiegu. Zanurzajac plonacy kont w cieklym tlenie oziebisz go do jego temperatury.
To jak jest z paliwem rakietowym? Najpierw jest podgrzewane, a potem spalane?

Poza tym tlen będzie się gotował i nad zbiornikiem będziemy mieli opary tlenu...

15% przypadków depresji kończy się zgonem.
Yossarian (12 punktów)
>To jak jest z paliwem rakietowym? Najpierw jest podgrzewane, a potem spalane?

Przy paliwie rakietowym (przy lotach kosmicznych) wykorzystuje sie najczęściej wodór - łączy się on z tlenem bardzo łatwo przy czym wytwarza dużą ilość energii (ciepła), która jest wystarczająca do kontynuowania reakcji. Co do podgrzewania - tak i jest to stosowane we wszystkich silnikach spalinowych, jest to po prostu zapłon - może być on wywołany różnymi metodami - w silnikach benzynowych są to świece, w silnikach wysokoprężnych mieszanka paliwowa jest sprężana na tyle, że osiąga temperaturę samozapłonu. Jak jest dokładnie w silnikach rakietowych niestety nie umiem odpowiedzieć.

>Poza tym tlen będzie się gotował i nad zbiornikiem będziemy mieli opary tlenu...

To jest logiczne, ale zakładamy, że zanurzymy tą świecę dostatecznie szybko, a nie będziemy z nią czekać nad powierzchnia tlenu aż cały wywrze.
Archi (547 punktów)
>>Poza tym tlen będzie się gotował i nad zbiornikiem będziemy mieli opary tlenu...
>To jest logiczne, ale zakładamy, że zanurzymy tą świecę dostatecznie szybko, a nie będziemy z nią czekać nad powierzchnia tlenu aż cały wywrze.
Nad zbiornikiem z benzyą też nie trzeba czekać aż cała wyparuje, żeby wszystko walnęło Choć niektórzy tu piszą że można zapałkę w benzynie zgasić. Chyba jednak bym nie spróbował


15% przypadków depresji kończy się zgonem.
IQ955 (2355 punktów)
>Choć niektórzy tu piszą że można zapałkę w benzynie zgasić.

Co to znaczy "niektórzy"?
To napisałem ja, Marek Czeszek, z imienia i nazwiska.
Doświadczenia tego nie wykonywałem. Odradzam także wykonywanie go, jako niezbyt bezpiecznego.
Słyszałem jednak od osoby, która to sama (podobno) zrobiła, że jest to możliwe, przy czym musi to być benzyna samochodowa (jako mniej lotna), a nie taka do czyszczenia, czy lotnicza.

Podałem to wyłącznie jako ciekawostkę.

Co do świecy w ciekłym, tlenie - nie wiem. Myślę, że zależy to od predkości zanurzania, temperatur, ilości tlenu i innych rzeczy, których nie potrafię uwzględnieć, a tym bardziej policzyć.

Intuicyjnie - myślę, że raczej zgaśnie.

P.S. Nie wiem, co będzie z parafiną w tak niskiej temperaturze; może się zacząć kruszyć... Obawiam się, że bez doświadczenia niewiele tu wymyślimy...

Pozdrowienia,

IQ955. [Marek Czeszek]
Yossarian (12 punktów)
>Nad zbiornikiem z benzyą też nie trzeba czekać aż cała wyparuje, żeby wszystko walnęło Choć niektórzy tu piszą że można zapałkę w benzynie zgasić. Chyba jednak bym nie spróbował

Owszem, ale benzyna to zupełnie co innego nż tlen - w przypadku palącej się swiecy o wybuchu nie może być mowy ponieważ mimo, że ilość jednego z substratów rekcji (tlenu) jest bardzo duża, to jednak węgla znajdującego się w knocie świecy jest bardzo mało. W przypadku benzyny mamy beczke jednego substratu i cala atmosfere drugiego (a wlasciwie jej 20,95%). No i też benzyna jest nieporównywalnie łatwiej palna niż knot świecy...
$kRz@tEi$tK@ (5585 punktów)
Jeżeli chodzi o moje własne przemyślenia to wysnułam kilka wniosków:
1) Gęstość cieczy może z łatowścią przytłumić ogień, więc zagaśnie.
2) Temperatura, w której uzyskuje się ciekły tlen jest zbyt niska, aby ogień mógł się swobodnie palić.
3) Duża gęstość powoduje, że molekuły nie poruszają się tak szybko, więc ogień może by się chwilę popalił (co wydaje mi się niemożliwe w związku z powyższymi argumentami), ale molekuły, o niezbyt dużej prędkości nie zdążyłyby dostarczyć tlenu do ognia. (Ten ostatni argument jest troche dziwny i nie wiem, czy to ma jakikolwiek z tym związek)

Fizykę mam dopiero w piątek, ale spytam się mojemu nauczycielowi (jeżeli nie zapomnę ). Ale ogólnie bardzo mnie zdziwiło to pytanie i o niczym innym dzisiaj nie myślałam, ale w gruncie rzeczy bardzo interesujące są takie zjawiska.

"...cóż szczęście dać może nietrwałe, skoro snem jest całe..."
LEGION (3161 punktów)
$kRz@tEi$tK@ (5585 punktów)
Dzięki Twoim materiałom doszłam do wniosku, że jeżeli puszczamy ciekły tlen kropelkami na coś palącego się to będą spowodowane wybuszki. Ale co jeśli zanurzymy, czy wtedy powstanie większy wybuch, czy raczej moje wyżej opisane argumenty będą miały kluczowe znaczenie???

"...cóż szczęście dać może nietrwałe, skoro snem jest całe..."
LEGION (3161 punktów)
Początkowo wydawało mi się,że zgaśnie.
Teraz obstawiam BADA BOOM...
Niestety nie znalazłem nic, żadnego doświadczenia które mogłoby rozwiać wątpliwości...

NIE KLIKAĆ .
$kRz@tEi$tK@ (5585 punktów)
Pojutrze fizyka. Postaram się nie zapomnieć spytać, bo na prawdę nie wiem jakie jest prawdziwe rozwiązanie i nie spoczne dopóki sie nie dowiem.


"...cóż szczęście dać może nietrwałe, skoro snem jest całe..."
$kRz@tEi$tK@ (5585 punktów)
Dowiedziałam się, że po zanurzeniu tej świeczki nie nastąpi wybuch, ani też nie zgaśnie.
Po prostu zacznie gwałtowniej się palić.

"...cóż szczęście dać może nietrwałe, skoro snem jest całe..."
Ocykan (3528 punktów)
1) Żeby można powiedzieć, że świeca się pali, musi istnieć płomień. A płomień to rozżarzony gaz o stosunkowo małym ciśnieniu, znacznie mniejszym od ciśnienia hydrostatycznego panującego na dnie nawet niezbyt głębokiego zbiornika z tlenem. Czy zatem płomień ten nie zostanie po prostu zduszony?
2) Co się stanie ze spalinami? Czy otoczą one płomień (wtedy zgaśnie) czy też wydobędą się na powierzchnię w postaci bąbelków? Chyba po drodze zawartość bąbelków (głównie dwutlenek węgla) skropli się lub zestali.
3) A może to cały płomień (jak by nie było gaz o gęstości znacznie mniejszej niż gęstość skroplonego tlenu) oderwie się od knota i popłynie w górę w postaci bąbla? Oczywiście szybko ostygnie i przestanie być płomieniem lecz zamarznie i zmieni się w kłaczki substancji stałej (głównie zestalonego dwutlenku węgla). Ja osobiście głosowałbym za takim "scenariuszem".

O kurcze! Czy nie ma tu żadnego fizyka, który wie co się stanie, bo wykonał taki eksperyment? Bo jak dotąd, to wszyscy tylko snują przypuszczenia.
$kRz@tEi$tK@ (5585 punktów)
>O kurcze! Czy nie ma tu żadnego fizyka, który wie co się stanie, bo wykonał taki eksperyment? Bo jak dotąd, to wszyscy tylko snują przypuszczenia.

Ja właśnie dowiedziałam się o tym od fizyka i kieruję się jego doświadczeniem.


"...cóż szczęście dać może nietrwałe, skoro snem jest całe..."
Fizyk (17637 punktów)
> Czy nie ma tu żadnego fizyka, który wie co się stanie,
> bo wykonał taki eksperyment?

Kiedyś wkładałem żarzący się patyczek do ciekłego tlenu. Jak patyczek był już w naczyniu, ale jeszcze nie zanurzony, to rozpalał się jasno-żółtym płomieniem. Po zanurzeniu w tlenie palił się energicznie, a tlen się gotował. Produkty spalania (CO2 i H2O) zamarzały. Po zużyciu tlenu w naczyniu miałem brudny lód i suchy lód (zestalony dwutlenek węgla).

Sądzę, że ze świecą będzie podobnie. Trzeba tylko ją trzymać długimi szczypcami lub zamocować na drucie. I uważać żeby się nie poparzyć.

Jak masz ciekły azot to ciekły tlen można łatwo wyprodukować wlewając azot do garnka aluminiowego. Tlen ma wyższą temperaturę wrzenia niż azot, więc skrapla się na zewnętrznych ściankach garnka. Krople tlenu można zbierać do styropianowego kubka.

Ostrzegam, że zabawa z ciekłym tlenem jest ryzykowna. Wiele substancji organicznych nasączonych ciekłym tlenem tworzy on materiał wybuchowy. Ponadto można się nabawić odmrożeń, zwłaszcza jak ciekły gaz wsiąknie w odzież lub wleje się do buta.

--
Fizyk

Wróć do listy wątków działu Nauka

  

Zaloguj przez OpenID..
Jeżeli nie jesteś zarejestrowany/a - załóż konto..

Szukaj na Forum  Przewodnik  Regulamin i instrukcja obsługi Forum  Kolegium Moderatorów

 


[ Regulamin publikacji ] [ Bannery ] [ Mapa portalu ] [ Reklama ] [ Sklep ] [ Zarejestruj się ] [ Kontakt ]
Racjonalista © Copyright 2000-2018 (e-mail: redakcja | administrator)
Fundacja Wolnej Myśli, konto bankowe 101140 2017 0000 4002 1048 6365