stringtranslate.com

Искра (огонь)

Искры от винта, удерживаемого на шлифовальном станке
Искры при резке крыши в Токио , Япония.

Искра — это раскаленная частица . [1] Искры могут образовываться при пиротехнике , при металлообработке или как побочный продукт пожаров , особенно при сжигании древесины .

Пиротехника

Искры от пиротехнического бенгальского огня .

В пиротехнике для создания искр могут использоваться древесный уголь , железные опилки , алюминий , титан и металлические сплавы , такие как магналий . [2] Количество и вид производимых искр зависят от состава и пирофорности металла и могут использоваться для определения типа металла путем искрового тестирования . В случае железа требуется присутствие углерода , как и в углеродистой стали — около 0,7% лучше всего подходит для больших искр. Углерод взрывообразно сгорает в горячем железе, и это производит красивые, разветвленные искры. [3] Цвет искр, используемых в пиротехнике, определяется материалом, из которого сделаны искры, с возможностью добавления различных химических соединений к определенным материалам для дальнейшего влияния на цвет искр. Основной цвет искр ограничен красным/оранжевым, золотым (желтым) и серебряным (белым). [2] Это объясняется излучением света твердой частицей. Свет, испускаемый твердыми частицами, определяется излучением черного тела . Температура искры контролируется реакционной способностью металла. Более реактивные металлы приводят к более горячим искрам. Электроотрицательность оказалась полезным индикатором для оценки температуры и, следовательно, цвета искры. [2] Для достижения цветов, отличающихся от излучателей черного тела, необходимо паровое сгорание металла. Типичным примером является цинк с низкой температурой кипения 1180 К. Искры цинка имеют необычный голубовато-зеленовато-белый вид. [2] Экзотические искры можно получить из порошка эрбия . Эти искры переключаются между поверхностным и паровым горением и, соответственно, между оранжевым (черное тело) и зеленым (элемент-специфическое) излучением. [4] Изменение цвета основано на средней температуре кипения эрбия, который сгорает только частично в паровой фазе.

Изменяющие цвет искры из порошка эрбия с золотистыми и зелеными фазами искр.

Соседние редкоземельные элементы тулий , лютеций и иттрий также могут образовывать искры, изменяющие цвет, хотя видимость обеих фаз одной и той же искры менее выражена из-за более низкой (Tm) или более высокой (Y, Lu) температуры кипения металла. [5] Сплавы, содержащие по крайней мере один металл с низкой температурой кипения, могут использоваться для управления цветом искры. [6] Компонент с более низкой температурой кипения испаряется и сгорает в паровой фазе, в то время как металл с высокой температурой кипения служит носителем. В паровой фазе происходит яркое свечение, характерное для данного элемента. Например, эвтектический сплав иттербия и меди образует длинные зеленые искры, а горящий силицид лития показывает длинные красные сегменты искры. [6] Продолжительность существования искры определяется начальным размером частицы, причем больший размер приводит к более длительной искре. [2]

Металлы с низкой теплопроводностью особенно хороши для создания искр. Титан и цирконий особенно хороши в этом отношении и поэтому теперь используются в фейерверках. Медь , с другой стороны, имеет высокую проводимость и поэтому плохо создает искры. По этой причине сплавы меди, такие как бериллиевая бронза, используются для изготовления безопасных инструментов, которые не будут так легко искрить. [7]

Кремень и сталь

Холодные остатки стальных искр, высеченных Робертом Гуком с помощью кремня. Они были собраны на бумаге, изучены с помощью его раннего микроскопа и зарисованы от руки.

Роберт Гук изучал искры, возникающие при ударе кремня и стали . Он обнаружил, что искры обычно представляли собой частицы стали, которые раскалились докрасна и расплавились в шарики. [8] Эти искры можно использовать для зажигания трута и, таким образом, разжечь огонь. [9]

В колониальной Америке для разжигания огня использовались кремень и сталь, когда более простые методы не срабатывали. Обожженный лен обычно использовался в качестве трута, чтобы поймать искру и разжечь огонь, но получение хорошей искры могло занять много времени. Вращающееся стальное колесо давало хороший поток искр, когда оно касалось кремня, и трутница, предназначенная для этого, была известна как мельница. [10]

В современной зажигалке или огнестали железо смешивается с церием и другими редкоземельными элементами , образуя сплав ферроцерий . Он легко дает искры при соскабливании и горит жарче, чем сталь. Эта более высокая температура необходима для воспламенения паров жидкости для зажигалки . [11]

Металлообработка

Разлетающиеся искры из конвертера Бессемера при продувке расплавленного металла воздухом

Искры расплавленного металла могут образовываться при нагревании металла в ходе таких процессов, как бессемеровское превращение железа в сталь или дуговая сварка .

Искры от точечной сварки робота

Дуговая сварка использует электрическую дугу низкого напряжения и высокого тока между электродом и основным материалом для расплавления металлов в точке сварки, что часто создает искры. Чтобы снизить риск ожогов, сварщики надевают толстые кожаные перчатки и куртки с длинными рукавами, чтобы избежать воздействия сильного тепла, пламени и искр. При точечной сварке металлические поверхности, которые удерживаются в контакте, соединяются теплом от сопротивления электрическому току. Обычно из соединяемых деталей выбрасывается брызги искр в виде капель расплавленного металла. [12] или резистивный нагрев точечной сварки . [13]

Пожары и искрогасители

Искрогасящая труба на локомотиве

Пожары могут вызывать искры, поскольку восходящие потоки воздуха поднимают частицы горящего топлива. Это было большой проблемой для паровозов , поскольку искры могли поджечь прилегающий ландшафт или даже сам поезд, особенно если двигатель сжигал дрова, а не уголь . [14] Чтобы предотвратить эту опасную неприятность, были изобретены и установлены различные искрогасители . [15]

Дымоходы и выхлопные трубы других двигателей, работающих на топливе, таких как паровые двигатели или двигатели внутреннего сгорания, также могут иметь искрогасители, если их работа может привести к пожару. Например, велосипед для трейлового катания может быть оснащен центробежным разрядником, который будет улавливать раскаленные куски сажи . [16]

Символизм

«Сотворение Адама» Микеланджело , в котором передается искра жизни

Значимость искры как источника пламени или пожара ясно видна, например, в названии и девизе ленинской газеты « Искра ». Метафора искры часто использовалась в философии со времен стоицизма [17] и, в последнее время, после Жака Лакана . «Творческая искра» стала считаться присущей самой метафоре [18] . Хасидская философия содержит учение о святых искрах ( ницоцот ) из каббалы Исаака Лурии , в которой есть обязанность собирать расколотый свет творения. [19]

В Книге Иова (Иов 5:7) написано: «Но человек рождается на беду, как искры летят вверх». Использование переводчиками короля Якова слова « искры » здесь является поэтическим, а не буквальным. [20] Искры огня некоторыми переводчиками идентифицируются как сыновья Решефа — ханаанского божества молнии и эпидемии. [21]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Национальная ассоциация противопожарной защиты (2005), "Глоссарий: Искра", Руководство пользователя для NFPA 921 , Jones & Bartlett Learning, стр. 411, ISBN 978-0-7637-4402-1, архивировано из оригинала 2017-12-16
  2. ^ abcde Кеннет Л. Косанке; Бонни Дж. Косанке (1999), «Генерация пиротехнической искры», Журнал пиротехники : 49–62, ISBN 978-1-889526-12-6
  3. ^ Косанке, Кеннет (2004), Пиротехническая химия, Журнал пиротехники, Incorporated, ISBN 9781889526157, архивировано из оригинала 2017-12-16
  4. ^ Ледерле, Феликс; Кох, Яннис; Хюбнер, Айке Г. (21 февраля 2019 г.). «Цветные искры». Европейский журнал неорганической химии . 2019 (7): 928–937. дои : 10.1002/ejic.201801300. S2CID  104449284.
  5. ^ Ледерле, Феликс; Кох, Яннис; Шаде, Вольфганг; Хюбнер, Айке Г. (31 января 2020 г.). «Искры, меняющие цвет, из порошков редкоземельных металлов». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 646 (2): 37–46. дои : 10.1002/zaac.201900300 .
  6. ^ ab Memmel, Philipp; Lederle, Felix; Söftje, Martin; Koch, Jannis; Li, Mingji; Schade, Wolfgang; Hübner, Eike G. (2022). «Настройка внешнего вида искр с помощью бинарных металлических сплавов». ACS Omega . 7 (32): 28408–28420. doi :10.1021/acsomega.2c03081. PMC 9386707 . PMID  35990440. 
  7. ^ Пер Энгхаг (2004), Энциклопедия элементов, John Wiley and Sons, стр. 371, ISBN 978-3-527-30666-4, архивировано из оригинала 2017-12-16
  8. ↑ Роберт Гук (1780), Микроскопические наблюдения, архивировано из оригинала 2017-12-16
  9. ↑ Томас Вебстер; миссис Уильям Паркс (1855), Энциклопедия домашней экономики, архивировано из оригинала 2017-12-16
  10. ↑ Элис Морс Эрл (июль 2009 г.), Домашняя жизнь в колониальные дни, Echo Library, стр. 22–23, ISBN 978-1-4068-5143-4, архивировано из оригинала 2017-12-16
  11. ^ Хейзел Россотти (2002), Огонь: Слуга, Бич и Загадка , Courier Dover Publications, стр. 24, ISBN 978-0-486-42261-9
  12. ^ Finch, Richard (2007). Справочник сварщика, пересмотренный HP1513: Руководство по плазменной резке, кислородно-ацетиленовой, дуговой, MIG и TIG сварке . HP Trade. стр. 34. ISBN 978-1-55788-513-5.
  13. ^ Лоуренс Бауэр; Джеффус, Ларри Ф. (2009). Навыки сварки, процессы и методы для сварщиков начального уровня: Книга 2. Delmar Cengage Learning. ISBN 978-1-4354-2790-7.
  14. ^ Брайан Соломон (1998), «Дровожоги», американский паровоз , MBI Publishing Company, стр. 29, ISBN 978-0-7603-0336-8, архивировано из оригинала 2017-12-16
  15. ^ Джон Х. Уайт (1980), «Дымовые трубы и искрогасители», История американского локомотива , Courier Dover Publications, ISBN 978-0-486-23818-0, архивировано из оригинала 2017-12-16
  16. ↑ Салли Ф. Катлер (24.05.2000), Clymer Yamaha Pw50 Y-Zinger, Pw80 Y-Zinger и Bw80 Big Wheel, 1981-2002, Pearson Deutschland GmbH, стр. 101, ISBN 9780892878284
  17. ^ Клайн Горовиц, Мэриэнн (1998). Семена добродетели и знания . Princeton University Press.
  18. ^ Беннингтон, Джеффри (1988). Лиотар: Написание события . Manchester University Press. стр. 82. ISBN 978-0-7190-2288-3.
  19. ↑ Луис Джейкобс (1995), «Святые искры», Иудейская религия , Oxford University Press, стр. 249–251, ISBN 978-0-19-826463-7, архивировано из оригинала 2016-11-23
  20. ↑ Эндрю Брюс Дэвидсон (1862), Комментарий, грамматический и экзегетический, к книге Иова, архивировано из оригинала 16 декабря 2017 г.
  21. ^ Норман С. Хабель (1985), Книга Иова: Комментарий, Westminster John Knox Press, ISBN 978-0-664-22218-5