لماذا تنتج النار دخانا؟ لنفترض أن لديك حريق بسيط، وقد ازداد الحريق حتى وصل إلى النقطة التي ترى فيها مجموعة من “الجمر المتوهج” الساخن، كما لا تزال النار تنتج الكثير من الحرارة، لكنها لا تنتج دخاناً على الإطلاق.
إذا قذفت على النار المتوهجة قطعة خشب، أو حتى ورقة، على هذه النار، ما ستلاحظه هو أن هذه الأشياء التي تُعتبر وقود جديد قد تنتج الكثير من الدخان في بداية الأمر، ثم بعد ذلك، فجأة (غالباً مع فرقعة صغيرة)، تختفي في اللهب ويختفي معها الدخان.
إذا كان لديك موقد حطب، أو إذا كُنت تعامل مع الكثير من النيران المعتمدة على الفحم، فهذا المشهد الصغير مألوف لك. بالتأكيد سنُخبرك الكثير عن الدخان وهيا بنا لنُلقي نظرة حول لماذا تنتج النار دخانا.
هناك أربعة أشياء تجدها في أي قطعة من الخشب
هناك اربعه اشياء ستجدها في أي قطعه خشب وهُم الماء – حيث يحتوي الخشب المقطوع حديثاً على الكثير من الماء وأحياناً يتكون الخشب من أكثر من نصف وزنه من الماء، كما يحتوي الخشب الذي يبقى لمدة عام أو عامين أو ما يُسمى بالخشب المُجفف على كمية أقل من الماء، لكنه لا يزال يحتوي على البعض منها.
ثاني شيء ستجده في الخشب هو المُركبات العضوية المٌتطايرة – حيث عندما كانت الشجرة على قيد الحياة، فإنها احتوت على مجموعة متنوعة من الهيدروكربونات المُتطايرة والتي تم تخزينها في خلايا الخشب.
إذا كنت قد قرأت أحد الكتب التي تتحدث عن كيفية تكوين الطعام مثل كتاب “How Food Works”، فأنت بالتأكيد ستعلم أن ماده السليلوز (مكون رئيسي من الخشب) من الكربوهيدرات، وهذا يُعني أنه مصنوع من الجلوكوز والذي بدوره يُعتبر مُركب قابل للتطاير والتبخير عند القيام بتسخينه.
بالتأكيد جميع المركبات العضوية تكون قابلة للاحتراق مثل البنزين والكحول وغيرها من المواد الأخرى التي تُحيط بكل حياتنا.
الكربون هو السر
الرماد – الرماد يكون عباره عن بعض المعادن غير القابلة للحرق كما توجد في خلايا الشجرة، مثل الكالسيوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم، وعندما تضع قطعة من الخشب أو الورق على نار ساخنة، فإن الدخان الذي تراه هو تلك الهيدروكربونات المُتطايرة التي تتبخر من الخشب.
تبدأ عمليه حرق وتبخير هذه المواد عند درجة حرارة 300 درجة فهرنهايت وهو ما يُعادل 149 درجة مئوية، وعندما ترتفع درجة الحرارة بشكل كافي، فإن هذه المُركبات تنفجر في اللهب، وبمجرد بدء الاحتراق، فإنه لا يوجد دخان بسبب انتهاء الهيدروكربونات التي تحولت إلى ثاني أكسيد الكربون وماء وكلاهما غير مرئي عندما يحدث الاحتراق.
يتم تفسير هذا سبب عدم رؤية دُخان من حريق فحم لأنه تم إنشاء الفحم بتسخين الخشب إلى درجات حرارة عالية في غياب الأكسجين وهو ما جعل الخشب لا يحتوي على ماء، حيث إنك تأخذ الخشب وتضعه في صندوق مُغلق من الفولاذ أو الطين وتقوم بتسخينه إلى حوالي 1000 درجة فهرنهايت (538 درجة مئوية)، وهذه العملية تطرد جميع المركبات العضوية المتطايرة وتترك ورائها الكربون والمعادن المكونة للرماد.
وعندما تشعل الفحم، فما يحترق هو الكربون النقي الذي يتحد مع الأكسجين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون، وما يتبقى في نهاية النار هو الرماد.
توجد أيضاً بعض أنواع الفحم التي يتم إنتاج الكثير من المعادن منها مثل فحم الكوك الذي يتم استخدامه وتسخينه في غياب الأكسجين لينتج دخان يحتوي على قطران الفحم وغاز الفحم والكحول والفورمالديهايد والأمونيا والكثير من المواد الأخرى التي لها قيمه اقتصاديه عالية.
كان هذا عرضاً بسيطاً وعلمياً حول إنتاج النار للدخان حيث تناولنا سبب خروج بعض الأدخنة من الفحم والخشب حيث ينطبق هذا الكلام على كل ماده حيوية وعضويه قابله للاحتراق، ولكي تتمكن من مُشاهده الكثير من المُحتوى المجاني المفيد فقُم بمشاركه هذه المقالة مع مجتمعك.
المراجع
-
Why does smoke come from a fire? ، من موقع “science.howstuffworks.com”، تم الاطلاع عليه في 24-8-2021.
