Todos asociamos que la llama del fuego va hacia arriba, pero nunca nos hemos llegado a preguntar el por qué de este fenómeno del día a día. En esta entrada del blog, os traemos la respuesta.
Para que exista fuego, es necesario que se produzca un proceso de combustión, es decir, es necesario que el oxígeno que hay en el aire reaccione con un combustible.
- Gas, como el metano, el gas natural;
- Líquido, como la gasolina, el alcohol;
- Sólido, como la madera, el carbón.
Las materias originales se transforman en otras. Generalmente, se suelen formar gases como el dióxido de carbono y el vapor de agua, aunque también pueden formarse sólidos muy finos (las cenizas, el hollín).
La característica principal de una combustión es
que es exotérmica, es decir, desprende una gran cantidad de calor. Ese calor producido viene de
la energía almacenada en los enlaces químicos de los combustibles. La gran cantidad de calor liberado hace que
la temperatura de los gases que se producen en la combustión sea muy alta,
normalmente entre 1.000 y 2.000ºC.
Los enlaces químicos de los combustibles fósiles se formaron en un proceso conocido como fotosíntesis, proceso llevado a cabo por las plantas, en el que interviene agua, dióxido de carbono y luz solar.
La combustión es el proceso inverso, es decir, en él se destruye la materia orgánica para regenerar el dióxido de carbono y el agua que utilizaron estas plantas. En este proceso se rompen aquellos enlaces creados por la fotosíntesis y en los que, durante decenas y hasta millones de años, las plantas habían almacenado la energía del sol. Esa energía ahora liberada se desprende en forma de calor.
La combustión es el proceso inverso, es decir, en él se destruye la materia orgánica para regenerar el dióxido de carbono y el agua que utilizaron estas plantas. En este proceso se rompen aquellos enlaces creados por la fotosíntesis y en los que, durante decenas y hasta millones de años, las plantas habían almacenado la energía del sol. Esa energía ahora liberada se desprende en forma de calor.
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| Globo flotando en el aire |
La razón por la que la llama del fuego va hacia arriba es que cuando un gas se calienta, se expande, ocupando un mayor volumen y haciéndose menos denso, por lo que su peso será menor que el del aire, lo que provoca que se eleve en la atmósfera y “flote”.
Esto es lo que ocurre en la Tierra.
Pero... ¿qué pasaría si se provocara una combustión en ausencia de gravedad?
El resultado sería completamente distinto. En experimentos realizados en la Estación Espacial Internacional, se ha
visto que las llamas del fuego no van hacia arriba. Las especiales condiciones de
movimiento de la Estación Espacial hacen que en ella exista una situación de
microgravedad (ausencia de gravedad) y, por esa razón, las llamas son redondas.
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| Comparación entre una llama en la Tierra y en condiciones de microgravedad |
Nuestro planeta
atrae con más fuerza a los gases fríos, es decir, a los más densos, que a los gases calientes que son menos densos.
Eso hace que los gases de la combustión se vayan hacia arriba, y que la llama tenga su típica forma alargada.
En la Estación Espacial, en condiciones de microgravedad no existe ninguna diferencia entre los gases calientes y fríos, por lo tanto, la llama se expande en todas las direcciones por igual, no solamente hacia arriba, por eso, el resultado es una llama esférica.
Eso hace que los gases de la combustión se vayan hacia arriba, y que la llama tenga su típica forma alargada.
En la Estación Espacial, en condiciones de microgravedad no existe ninguna diferencia entre los gases calientes y fríos, por lo tanto, la llama se expande en todas las direcciones por igual, no solamente hacia arriba, por eso, el resultado es una llama esférica.
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| Relación de los colores de llama según la temperatura |
Según la temperatura de la llama, su color puede variar como se puede apreciar en la siguiente figura.
La luz de las llamas de temperatura más baja tiene un tono rojizo y las de mayor temperatura son de color anaranjado o amarillo.
Todos asociamos que las llamas son de color rojo, pero entonces... ¿por qué la llama del butano de casa es de color azul?
El color de la llama también puede verse modificado por la existencia de sustancias que les proporciona un color específico.
Un ejemplo típico es la llama que se forma en un quemador de butano o de gas natural, que le da su llamativo color azul.
Referencias
(Acceso disponible diciembre/2018)
Noticia: https://elpais.com/elpais/2018/07/11/ciencia/1531310604_993034.html (Acceso disponible diciembre/2018)
Imagen llama de butano: http://www.soygasolinero.com/2016/04/mejor-pedir-butano-o-propano/ (Acceso disponible diciembre/2018)
Escala de relación color-temperatura: https://www.investigacionyciencia.es/blogs/fisica-y-quimica/39/posts/y-se-hace-la-luz-ii-qu-es-el-fuego-y-otras-sutilezas-naturales-14886 (Acceso disponible diciembre/2018)
Reacción de combustión: https://www.tplaboratorioquimico.com/quimica-general/compuestos-quimicos/reaccion-de-combustion.html (Acceso disponible diciembre/2018)
Combustible: https://es.wikipedia.org/wiki/Combustible (Acceso disponible diciembre/2018)
Exotérmico: http://www.wordreference.com/definicion/exot%C3%A9rmico (Acceso disponible diciembre/2018)
Fotosíntesis: https://conceptodefinicion.de/fotosintesis/ (Acceso disponible diciembre/2018)
Calor: https://es.wikipedia.org/wiki/Calor (Acceso disponible diciembre/2018)
Microgravedad: https://www.astrobitacora.com/que-es-la-microgravedad/ (Acceso disponible diciembre/2018)
Mª Loreto Fernández Martínez
Reacción de combustión: https://www.tplaboratorioquimico.com/quimica-general/compuestos-quimicos/reaccion-de-combustion.html (Acceso disponible diciembre/2018)
Combustible: https://es.wikipedia.org/wiki/Combustible (Acceso disponible diciembre/2018)
Exotérmico: http://www.wordreference.com/definicion/exot%C3%A9rmico (Acceso disponible diciembre/2018)
Fotosíntesis: https://conceptodefinicion.de/fotosintesis/ (Acceso disponible diciembre/2018)
Calor: https://es.wikipedia.org/wiki/Calor (Acceso disponible diciembre/2018)
Microgravedad: https://www.astrobitacora.com/que-es-la-microgravedad/ (Acceso disponible diciembre/2018)
Mª Loreto Fernández Martínez
Jaime Millán Santiago
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