Почему огонь лучше тушить водой

Почему вода тушит огонь с точки зрения науки

Человечество научилось пользоваться огнем около 790 000 лет назад. С научной точки зрения огонь является химической реакцией между горючим материалом и окислителем, которая проходит с выделением энергии в виде тепла и света. Почему вода тушит огонь, ответит данная статья.

Условия возникновения огня

Поскольку огонь представляет собой химическую реакцию, как и любая реакция, он требует определенных условий для своего возникновения и поддержания. В частности, для существования огня необходимы следующие 4 условия:

1. Топливо или горючее вещество, то есть любая субстанция, которая может гореть.
2. Окислитель, то есть компонент химической реакции, обладающий окислительными свойствами. В случае огня, как правило, в качестве окислителя выступает кислород, находящийся в воздухе.
3. Тепло, то есть та энергия, которая необходима, чтобы топливо и окислитель начали вступать в химическую реакцию в определенном месте и в определенное время.
4. Для поддержания огня в стабильном состоянии необходимо, чтобы химическая реакция горения шла цепным образом.

Когда начинается процесс горения, выделяемое тепло создает условия для продолжения этого процесса, и до тех пор пока будут существовать горючее и окислитель, огонь не погаснет.

Почему вода тушит огонь?

Зная условия существования огня, можно понять, что нужно сделать, чтобы его погасить. Что касается воды, то в первую очередь следует сказать, что вода и огонь являются абсолютно несовместимыми между собой вещами. Поскольку вода не может гореть (молекула воды с химической точки зрения является окисленным водородом), она является естественным огнетушителем. Почему вода тушит огонь? С точки зрения физики можно назвать следующие причины:

1. При контакте с горючим веществом вода превращается в пар, забирая при этом большое количество теплоты, и охлаждая горючий материал.
2. Потоки водяного пара, обволакивающие топливо, создают трудности для проникновения кислорода к нему.
3. Вода делает влажным горючий материал, изолируя его тем самым от открытого огня, что препятствует поддержанию процесса горения. Именно поэтому, когда топливо, например, древесина, является влажным, его невозможно зажечь.

Другие способы тушения огня

Знание причин горения позволяет понять другие способы тушения огня. Например, если постоянно бить по горящей одежде, она погаснет. Работает этот метод потому, что при ударе на короткое время прекращается доступ окислителя (кислорода) к очагу горения. Та же причина является ответом на вопрос, почему огонь гаснет, если накрыть очаг возгорания одеялом или другим предметом, не пропускающим кислород.

Источник

Какая вода лучше тушит пожар: ледяная или кипяток?

Учёные до сих пор не могут прийти к однозначному мнению: какой же всё-таки водой лучше тушить пожар — холодной или горячей. Здесь сразу же нужно отметить, что в реальной жизни огнеборцы в составе своих пожарных расчётов используют для тушении пожара ту воду, которая есть. А есть чаще всего холодная вода или комнатной температуры. Никто не будет специально хранить подогретую или охлаждённую воду, чтобы тушить ею пожар. Также нужно пояснить, что все системы пожаротушения в зданиях подключены к системе именно холодного водоснабжения, а не горячего. И поэтому всё описанное в этой статье имеет отношение только лишь к законам физики, а не к реальной жизни.

Ведь мы же с вами знаем, как законы физики исполняются на практике.

Итак для примера тушения пожара холодной водой возьмём ледяную воду при температуре плюс 1 °С. Такая хорошо охлаждённая вода отлично поглощает тепловую энергию пожара. Также будучи в жидком состоянии она хорошо пропитывает объекты горения, например древесные материалы. Они становятся сырыми и перестают гореть. Если на пожар вылить 1 литр (1 кг) такой студёной воды, то он до момента парообразования в прямом смысле заберёт у пожара 416 кДж (килоджоулей) тепловой энергии. Это связано с высокой теплоёмкостью воды, которая равна примерно 4,2 кДж/кг·град.

Соответственно если мы выливаем на пожар всё тот же 1 литр, но уже кипятка при температуре около 100 °С, то вода тут же начинает испаряться, и получается, что эти 416 кДж тепловой энергии остаются у пожара. Вода могла бы забрать эту энергию у неконтролируемого горения, но не может, потому что её уже хорошенько нагрели почти до кипения. И казалось бы, выбор в пользу холодной воды очевиден, но с точки зрения физики всё не так просто.

Физики утверждают, что в тушении пожара важно не только отобрать тепловую энергию у очага возгорания, но и прекратить доступ кислорода из воздуха. Не будет кислорода, не будет и горения. И поэтому когда вы выливаете студёную воду (например из проруби) на пожар, то доступ кислорода не прекращается сразу. Но всё меняется, когда вы берёте кипяток (наверное из бойлера) и тушите им пожар. Вы мгновенно получаете целое облако водяного пара, которое вытесняет весь воздух из пожара вместе с содержащимся в нём кислородом.

И не важно, сколько вы при этом забрали или не забрали тепловой энергии у огня, важно, что вы паром перекрыли доступ кислорода. Также нужно отметить, что вода не будет просто так брать и превращаться из жидкости в пар. Она попросит для этого перехода из жидкости в газ много тепловой энергии. И возьмёт она её у того же очага возгорания. Так, опытным путём было установлено, что для превращения в пар 1 кг воды при температуре плюс 100 °С требуется 2,3 мДж (мегаджоуля) энергии. А это, согласитесь, гораздо больше чем помянутые выше 0,416 мДж.

Так что сам процесс превращения в пар одного литра воды забирает у очага возгорания энергии гораздо больше, чем нагрев этой воды от плюс 1 до плюс 100 °С. А это значит, что тушить пожар кипятком гораздо быстрее и эффективнее. Другое дело, что холодная вода тоже превратится в самом очаге в кипяток, а затем возьмёт у него же тепловую энергию для парообразования и точно также перекроет доступ кислорода. Но кипяток с этой задачей справится куда результативнее и быстрее по времени.

Вот что говорит нам по этому вопросу физика. Но, ещё раз напомним, в реальной жизни кипятком пожар никто тушить не будет.

Источник

Чем эффективнее тушить огонь: водой или пеной?

В современном мире существует несколько основных способов тушения возгорания. Зачастую люди не дожидаются приезда пожарных, а справляются с пламенем своими силами, если под рукой есть все необходимые средства, а очаг не такой уж большой. Однако если все-таки потребовалось вмешательство пожарной бригады, можно не сомневаться, что она справится с проблемой довольно быстро. Тушить пожар принято водой или пеной, но какой из способов эффективнее?

История появления пожарных в России

Сейчас пожарные части расположены во всех городах РФ, однако так было не всегда. В 1472-ом году в Москве начался крупный пожар, в тушении которого участвовал даже царь Иван III. После инцидента он приказал разработать соответствующие меры безопасности. В 1504-ом году появилась первая дружина пожарников, которая тушила возгорания.

Спустя 45 лет Иван Грозный приказал создать аналогичные дружины во всех городах России, чтобы эффективно бороться с пожарами. А в 1624-ом году в государстве появилась полноценная пожарная команда, состоящая из профессионально обученных человек. Через 25 лет царь Алексей Тишайший разработал указ, обязывающий жителей городов и деревень соблюдать меры пожарной безопасности. Также пожарные части получили стабильное финансирование.

Чем эффективнее тушить огонь: водой или пеной?

Для тушения пожара следует использовать воду или пену в зависимости от особенностей возгорания. Прибывшие на место пожарные должны оценить обстановку, прежде чем выбрать методы борьбы с огнем. Это связано с тем, что вода и пена эффективны лишь в определенных ситуациях, а иногда и вовсе могут способствовать распространению огня.

Интересный факт : во время тушения воспламенившихся электроустановок не используют воду и пену, т.к. они могут стать причиной короткого замыкания. В этом случае пожарные применяют порошковые и углекислотные огнетушители.

Вода отлично подходит для тушения древесины. Доски и балки при высоких температурах выделяют окисленные газы, которые разжигают огонь. Вода проникает внутрь дерева, снижает его температуру, что прекращает выделение веществ.

Пена таким свойством похвастаться не может. Зато она лучше препятствует проникновению воздуха и эффективнее тушит горючие вещества. А вода при попадании на последние может разбрызгивать их, только способствуя увеличению площади возгорания.

Издание «Как и почему» входит в список социально значимых ресурсов РФ.

Источник

Правда ли, что огонь лучше тушить горячей водой, чем холодной

Объясняем, что лучше подходит для тушения пожара – кипяток или ледяная вода

Основным видом действий по тушению пожаров является прекращение горения. Для этого в зону сгорания вводят огнетушащие вещества – самым распространённым является, конечно же, вода. Их может подавать оператор, используя передвижные или стационарные средства подачи, либо вода подаётся через специальные оросители в начальной стадии возникновения пожара. Огнетушащие вещества понижают температуру зоны реакции или горящего вещества.

Процесс горения можно охарактеризовать динамикой выделения тепла в данной системе. Если каким-либо образом организовать отвод тепла с достаточно большой скоростью, то это приведёт к прекращению горения. Также отвод тепла способствует предотвращению взрыва, если при пожаре образуются взрывоопасная среда. Достоинствами применения воды являются дешевизна и доступность, относительно высокая удельная теплоёмкость, высокая скрытая теплота испарения, химическая инертность по отношению к большинству веществ и материалов.

К недостаткам воды относятся высокая электропроводность, относительно низкая смачивающая способность, недостаточная адгезия. Вода широко применяется для защиты от возгорания соседних с горящим объектов, охлаждения резервуаров с нефтепродуктами при их тушении другими огнетушащими веществами. Воду нельзя применять, к примеру, для тушения веществ, бурно реагирующих с ней с выделением тепла, горючих, токсичных и коррозионно-активных газов.

Но правда ли, что лучше тушить пожар горячей водой? На самом деле этот эффект весьма незначителен. Если очаг можно залить целиком и перекрыть тем самым доступ воздуха к очагу пожара, то лучше, чтобы она была холодной. Но когда сразу залить пожар невозможно, вода забирает у него тепло, нагреваясь и испаряясь, а пар при этом оттесняет кислород. Поскольку из горячей воды пар образуется быстрее, то эффективность тушения может немного возрасти.

Читайте главные новости дня на ленте «Популярной механики» в Telegram

Источник

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

Во время пожара вы вряд ли будете думать о том, какой температуры воду нужно взять для более эффективного тушения. Но на самом деле этот параметр сильно влияет на время, которое вам понадобится для устранения возгорания.

Вот рассуждения на этот счет.

Казалось бы, ответ на этот вопрос очевиден: холодная вода быстрее потушит пожар, ведь она сильнее остудит горящие предметы. Но на самом деле горячая вода более эффективна в тушении пожара, чем холодная. Это объясняется целым рядом факторов.

Прежде чем разобраться в этом вопросе, стоит вспомнить три главных фактора, поддерживающих горение — высокая температура, окислитель и топливо. Если убрать любой из этих факторов, то возгорание можно сильно замедлить или даже остановить. Самым эффективным считается удаление окислителя — кислорода. Сделать это можно, накрыв очаг возгорания плотным негорючим материалом, который ограничит доступ воздуха к пламени. В случае большой площади возгорания используют углекислотные огнетушители, которые позволяет вытеснить кислород из зоны возгорания углекислым газом и потушить огонь.

Вода тушит пожар, ограничивая сразу два фактора — высокую температуру и доступ к окислителю. Охлаждения горящих материалов в очаге происходит из-за того, что при нагревании вода начинает испаряться, тем самым понижая свою температуру. Кроме того, как только жидкая вода превращается в пар, она создает своего рода барьер между горящим топливом и кислородом воздуха.

Вода более эффективна, чем большинство других жидкостей при тушении пожаров, благодаря своим физическим свойствам — теплоемкости и скрытой теплоте испарения. Теплоемкость — это количество тепла, необходимое для повышения температуры вещества на один кельвин. У воды одна из самых высоких теплоемкостей среди жидкостей — вам потребуется 4,182 кДж, чтобы нагреть литр воды на 1 градус кельвина. Таким образом, большое количество тепла поглощается водой, которая повышает за счет этого свою температуру.

Однако эта тепловая энергия обеспечивает лишь часть охлаждающего эффекта. Удельная энергия, поглощаемая при переходе жидкой воды в пар, значительно выше 4,182 кДж/кг и дополнительно усиливает охлаждающий эффект. Как только вода достигает своей температуры кипения в 100°C, поглощаемое тепло начинает использоваться для фазового перехода, а не для нагрева.

Количество тепла, необходимое для разрыва всех связей и, таким образом, превращения жидкой воды в водяной пар, называется скрытой теплотой испарения. Для воды скрытая теплота испарения довольно высока и составляет около 2260 кДж/кг. Когда используется холодная вода, первое время она нагревается до температуры кипения. Горячей воде требуется меньше времени для испарения, поэтому она быстрее отнимает тепло у пламени и тушит его.

Источник