Muitos processos naturais em um estado de ausência de gravidade ocorrem de maneira muito diferente. Como e por que isso acontece vale a pena entender.
Como ocorre a combustão na gravidade?
A combustão é uma reação química durante a qual ocorre a oxidação, uma grande quantidade de calor é liberada e produtos de combustão também ocorrem. Para que essa reação ocorra, várias condições devem ser atendidas. O fogo requer oxigênio, uma substância combustível, bem como a capacidade de remover produtos de oxidação da zona de ignição.
Para entender como esse processo ocorre em condições familiares, considere queimar com o exemplo de uma vela. Isso ajudará a comparar ainda mais a chama em gravidade zero.
Assim, a vela consiste em um pavio de algodão, bem como cera, parafina ou estearina. Acredita-se que a chama seja formada devido à ignição do pavio, mas na verdade não é assim. Os vapores da substância em torno deste pavio queimam diretamente. A rosca em si é necessária para direcionar a substância combustível para dentro da zona de combustão.
Assim, todas as condições são atendidas: o oxigênio está no ar, existe uma substância combustível (cera), os produtos de combustão (dióxido de carbono e vapor de água) são removidos da zona. O último processo é explicado pelo fato de o ar aquecido e menos denso subir, mais alto que o frio e, ao mesmo tempo, levar produtos de combustão. Se, por exemplo, uma vela é colocada em um recipiente alto, ela pára de queimar - o ar esquenta da mesma maneira em todos os lugares.
Queima sem peso
A presença de gravidade contribui para a formação de correntes de convecção - a diferença entre o ar quente e o frio. Partículas quentes de fuligem, subindo, emitem um brilho. Portanto, a chama tem uma forma tão alongada e pode ser considerada.
Na gravidade zero, esses fluxos de convecção não ocorrem. Como as partículas de fuligem não se elevam, a chama da vela tem a forma de uma esfera. Após um curto período de tempo, o oxigênio na zona de queima da vela terminará. Em vez disso, uma grande quantidade de monóxido de carbono é formada - monóxido de carbono. A queima da chama continuará por vários minutos.
Também é interessante a mudança de cor da chama. Sob a influência da gravidade, a vela queima principalmente em amarelo devido à fuligem quente. A temperatura de combustão é de 1227 a 1721 graus Celsius.
E, na gravidade zero, o fogo não possui oxigênio suficiente, de modo que a chamada queima "fria" é observada, cuja temperatura é de 227 a 527 graus Celsius. A fuligem é formada em pequenas quantidades, pois requer pelo menos 1000 graus. Nesse caso, o hidrogênio é liberado, devido ao qual a chama adquire uma tonalidade azul.
Fato interessante: se você acender uma vela e fixar constantemente na foto os estágios de sua queima, poderá notar um fenômeno incomum. Primeiro, acenderá com a cor amarela brilhante habitual, depois a chama ficará meio azul e depois completamente azul. Assim, quanto menos oxigênio se torna, mais as chamas sombream.
O estudo do comportamento da chama em gravidade zero é de grande importância para a astronáutica. Cientistas e pesquisadores realizam várias experiências para esse fim. Eles ajudam a melhorar a segurança de naves espaciais e astronautas.
Por exemplo, experimentos são realizados a bordo da Estação Espacial Internacional em um compartimento especial. Os pesquisadores atearam fogo a pequenas gotas de combustível e observam seu comportamento. A gravação dura cerca de 20 segundos. Uma esfera de combustível é cercada por uma esfera de fogo com um diâmetro de 2-4 mm.
Vale ressaltar que, quando a combustão visível termina, o muito “frio” entra, o que é muito difícil de considerar. Mas se você fornecer oxigênio ou adicionar combustível, a chama acenderá imediatamente novamente.
Sob gravidade zero, a chama assume a forma de uma esfera, pois os fluxos de convecção não aparecem devido à ausência de gravidade (em condições normais, o ar quente sobe acima do frio). A queima é observada por um curto período de tempo. Inicialmente, a chama é amarela, mas logo assume um tom azulado e depois fica completamente azul. Isso se deve ao fato de o oxigênio terminar e a temperatura de combustão cair significativamente - para 227 - 527 graus Celsius. Essa combustão é chamada de "frio". Nesse caso, um pouco de fuligem é formada e o hidrogênio é liberado, o que causa uma alteração na cor do fogo.