Bei einem Lagerfeuer kannst du die Hitze spüren, den hölzernen Rauch riechen und es knistern hören. Wenn du zu nah kommst, brennen deine Augen und es sticht in der Nase. Du könntest ewig in die hellen Flammen starren, wie sie in endloser Inkarnation flackern und sich krümmen. Doch was genau siehst du an? Die Flammen sind natürlich weder fest,
Sitting around a campfire, you can feel its heat, smell the woody smoke, and hear it crackle. If you get too close, it burns your eyes and stings your nostrils. You could stare at the bright flames forever as they twist and flicker in endless incarnations. But what exactly are you looking at? The flames are obviously not solid,
noch flüssig. Beim Vermischen mit der Luft scheinen sie wie ein Gas, aber sichtbarer -- und vergänglicher. Auf wissenschaftlicher Ebene unterscheidet sich Feuer von Gas, denn Gase können unendlich lange im selben Zustand existieren, während ein Feuer irgendwann ausbrennt.
nor are they liquid. Mingling with the air, they’re more like a gas, but more visible--and more fleeting. And on a scientific level, fire differs from gas because gases can exist in the same state indefinitely while fires always burn out eventually.
Ein Fehlglauben ist, dass Feuer ein Plasma sei, der vierte Aggregatzustand, in dem Atome von ihren Elektronen getrennt sind. Im Gegensatz zu anderer Materie, existiert Plasma, wie Feuer, nur in instabilem Zustand auf der Erde. Sie entstehen nur, wenn Gas einem Spannungsfeld ausgesetzt ist oder auf Temperaturen bis zu 10.000 Grad überhitzt wird. Brennstoffe wie Holz und Papier hingegen brennen bei ein paar 100 Grad -- weit unter dem Grenzwert der Substanz, die man meistens als Plasma bezeichnet.
One misconception is that fire is a plasma, the fourth state of matter in which atoms are stripped of their electrons. Like fire and unlike the other kinds of matter, plasmas don’t exist in a stable state on earth. They only form when gas is exposed to an electric field or superheated to temperatures of thousands or tens of thousands of degrees. By contrast, fuels like wood and paper burn at a few hundred degrees —far below the
Wenn Feuer also kein Feststoff, keine Flüssigkeit, kein Gas
threshold of what's usually considered a plasma.
und kein Plasma ist, was bleibt da übrig? Tatsächlich ist Feuer gar keine Materie. Stattdessen ist es unser sensorisches Erlebnis einer chemischen Reaktion namens Verbrennung. Irgendwie ist Feuer wie der Farbwechsel der Blätter im Herbst, der Duft von reifendem Obst oder das Blinklicht eines Glühwürmchens. All das sind sensorische Hinweise auf den Ablauf einer chemischen Reaktion. Das Feuer unterscheidet sich dadurch, dass es viele unserer Sinne zeitgleich anspricht, was die lebhafte Erfahrung erzeugt, die wir von etwas Physischem erwarten.
So if fire isn’t a solid, liquid, gas, or a plasma, what does that leave? It turns out fire isn’t actually matter at all. Instead, it’s our sensory experience of a chemical reaction called combustion. In a way, fire is like the leaves changing color in fall, the smell of fruit as it ripens, or a firefly’s blinking light. All of these are sensory clues that a chemical reaction is taking place. What differs about fire is that it engages a lot of our senses at the same time, creating the kind of vivid experience we expect to come from a physical thing. Combustion creates that sensory experience
Verbrennung erzeugt diese sensorische Erfahrung mit einem Brennstoff, Hitze und Sauerstoff. Wenn die Scheite in einem Lagerfeuer ihre Zündtemperatur erreichen, zersetzen sich ihre Zellwände und geben Zucker und andere Moleküle in die Luft ab. Diese reagieren dann mit dem Sauerstoff in der Luft und bilden Kohlendioxid und Wasser. Zugleich verdampft das Wasser in den Scheiten, dehnt sich aus, bricht das Holz um sich herum auf und entweicht mit einem erfreulichen Knistern. Während sich das Feuer erhitzt, dehnen sich das Kohlendioxid und der Wasserdampf aus der Verbrennung aus. Da sie nun weniger dicht sind, steigen sie in einer dünner werdenden Säule auf. Die Schwerkraft erzeugt dieses Erweitern und Aufsteigen, das Flammen ihren typischen Kegel gibt. Ohne Schwerkraft trennen sich die Moleküle nicht durch Dichte und die Flammen haben eine ganz andere Form.
using fuel, heat, and oxygen. In a campfire, when the logs are heated to their ignition temperature, the walls of their cells decompose, releasing sugars and other molecules into the air. These molecules then react with airborne oxygen to create carbon dioxide and water. At the same time, any trapped water in the logs vaporizes, expands, ruptures the wood around it, and escapes with a satisfying crackle. As the fire heats up, the carbon dioxide and water vapor created by combustion expand. Now that they’re less dense, they rise in a thinning column. Gravity causes this expansion and rising, which gives flames their characteristic taper. Without gravity, molecules don’t separate by density and the flames have a totally different shape.
Wir können das alles sehen, weil die Verbrennung auch Licht erzeugt. Moleküle geben beim Erhitzen Licht ab und dessen Farbe hängt von der Temperatur der Moleküle ab. Die heißesten Flammen sind weiß oder blau. Auch die Art der Moleküle in einem Feuer kann die Farbe beeinflussen. Unumgesetzte Kohlenstoffatome aus den Scheiten beispielsweise formen kleine Rußklumpen, die in die Flammen aufsteigen und das orange-gelbe Licht abgeben, das wir mit einem Lagerfeuer verbinden. Stoffe wie Kupfer, Kalziumchlorid und Kaliumchlorid können ihre eigenen charakteristischen Nuancen dazu beitragen.
We can see all of this because combustion also generates light. Molecules emit light when heated, and the color of the light depends on the temperature of the molecules. The hottest flames are white or blue. The type of molecules in a fire can also influence flame color. For instance, any unreacted carbon atoms from the logs form little clumps of soot that rise into the flames and emit the yellow-orange light we associate with a campfire. Substances like copper, calcium chloride, and potassium chloride can add their
Abgesehen von bunten Flammen, produziert Feuer beim Brennen auch ständig Hitze. Diese Hitze erhält die Flammen, da sie den Brennstoff auf oder über der Zündtemperatur hält. Am Ende geht jedoch sogar den heißesten Feuern der Brenn- oder Sauerstoff aus. Dann zischen die sich windenden Flammen ein letztes Mal und verschwinden mit einer Rauchwolke, als ob sie niemals existiert hätten.
own characteristic hues to the mix. Besides colorful flames, fire also continues to generate heat as it burns. This heat sustains the flames by keeping the fuel at or above ignition temperature. Eventually, though, even the hottest fires run out of fuel or oxygen. Then, those twisting flames give a final hiss and disappear with a wisp of smoke as if they were never there at all.