Ого́нь — интенсивный процесс окисления (горение), сопровождающийся излучением в видимом диапазоне и выделением тепловой энергии. В науке — совокупность раскалённых газов, выделяющихся в результате:
химической реакции (в частности, взрыва); протекания электрического тока в среде (электрическая дуга, электросварка); трения; повышения температуры от внешних источников.
Огонь является основной фазой процесса горения и имеет свойство к самораспространению по затронутым им другим горючим материалам. Хотя среди процессов горения химических веществ бывают и исключения, когда вещество сгорает без пламени. Собственная температура огня зависит от вещества, выступающего в качестве топлива, и давления окислителя. Собственный цвет зависит от горящего вещества и его чистоты (например, огонь от костра или свечи, в котором присутствует значительная доля углекислого газа, горит оранжевым цветом, относительно чистый от углерода — красным, самый чистый — голубым).
Для возникновения и существования огня требуются три компонента:
топливо, которое горит, окислитель, который позволяет протекать этому процессу, температура.
В качестве топлива могут выступать многие вещества (см. ниже).
В роли окислителя чаще всего выступает кислород, но могут выступать и другие элементы, — например, хлор или фтор. Любопытно, что вода горит в атмосфере фтора бледно-фиолетовым пламенем, при этом вода является топливом, а в результате горения выделяется кислород. Иными словами, без окислителя тело не может загореться. Если же телу передать путём нагрева энергию, которая превзойдёт энергию межмолекулярных связей, оно распадётся на горючие составляющие. Например, при нагревании дерева без доступа воздуха происходит его разделение сначала на древесный уголь и смолу, а затем на горючие газы — углеводороды.
Третий компонент существования огня — температура, которая определяется свойствами окислителей и топлива. Таким образом, при отсутствии любого из трёх факторов возникновение огня невозможно.
Цвет Химические вещества сгорают, окрашивая огонь отдельными своими атомами или ионами, которые высвобождаются под воздействием высокой температуры.
Разнообразие цвета пламени (в скобках указано сгораемое вещество): Белый (алюминий, титан) Жёлтый (соли натрия) Оранжевый (кальций, древесина) Красный (литий, стронций) Голубой (углерод, свинец, природный газ) Синий (селен) Фиолетово-розовый (калий) Зелёный (медь, молибден, фосфор, барий, сурьма) Сине-зелёный (бор)
Горючие и негорючие вещества Горючие вещества — вещества (материалы), способные к взаимодействию с окислителем (кислородом воздуха) в режиме горения. По горючести вещества (материалы) подразделяют на три группы:
негорючие вещества и материалы, неспособные к самостоятельному горению на воздухе; трудногорючие вещества и материалы — способные гореть на воздухе при воздействии дополнительной энергии источника зажигания, но неспособные самостоятельно гореть после его удаления; горючие вещества и материалы — способные самостоятельно гореть после воспламенения или самовоспламенения (самовозгорания). Горючие вещества (материалы) — понятие условное, так как в режимах, отличных от стандартной методики, негорючие и трудногорючие вещества и материалы нередко становятся горючими.
Среди горючих веществ имеются вещества (материалы) в различных агрегатных состояниях: газы, пары, жидкости, твёрдые вещества (материалы), аэрозоли.
Горючие материалы характеризуются показателями пожарной опасности. Введением в состав этих материалов различных добавок (промоторов, антипиренов, ингибиторов) можно изменять в ту или иную сторону показатели их пожарной опасности.
Литература: ГОСТ 12.1.044-89.ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения; СНиП 21-01-97*. Пожарная безопасность зданий и сооружений. Материалы, которые при нагревании до определённой точки при обычных условиях воспламеняются: дерево, сера; Вещества, воспламеняющиеся лишь при определённых обстоятельствах, например измельчении: железо, титан; Вещества, не способные гореть в атмосфере воздуха вообще: вода (в атмосфере фтора горит даже вода); Вещества, горящие лишь при присутствии другого вещества рядом, выступающего в роли катализатора: кусок сахара будет гореть, если только он посыпан пеплом, например, сигаретным. Пепел является катализатором, точнее, катализатором являются соли лития, содержащиеся в пепле.
История
Использование огня стало важнейшей технологией, способствовавшей эволюции человека. Огонь служил источником тепла и света, защитой от хищников (особенно ночью), способом создания более совершенных орудий охоты и приготовления пищи. Эти культурные достижения способствовали широкому расселению человека, появлению культурных инноваций и изменению рациона питания и поведения. Кроме того, разведение огня позволило человеку продолжать свою деятельность в тёмные и холодные вечерние часы.
Самые ранние явные доказательства контроля над огнём представителей рода Homo датируются от 1,7 до 2,0 миллионов лет назад. Широкую научную поддержку получила интерпретация «микроскопических следов древесной золы» как свидетельства контролируемого использования огня Homo erectus, начиная примерно 1 миллион лет назад. Одни из самых ранних известных следов контролируемого огня были найдены на мосту Дочерей Иакова в Израиле и датируются приблизительно 790 000 лет назад. На этом месте археологи также нашли самые древние вероятные свидетельства (в основном зубы рыб глубоко в пещере, имеющие следы нагрева) контролируемого использования огня для приготовления пищи, датируемые примерно 780 000 лет назад. Однако некоторые исследования предполагают, что приготовление пищи при помощи огня началось значительно раньше, около 1,8 миллиона лет назад.
Рядом с окаменелыми останками раннего Homo sapiens в Марокко были найдены обожжённые в кострах кремневые лезвия, датируемые временем около 300 000 лет назад. В современном южноафриканском местечке найдены свидетельства, что жившие здесь около 164 000 лет назад ранние современные люди регулярно и систематически использовали огонь для термической обработки с целью повышения его раскалываемости при изготовлении орудий труда. Свидетельства широкого использования огня людьми современной анатомии относятся ко времени около 125 000 лет назад.
Способы добычи
В первобытном обществе использовали следующие способы добычи огня: Трение. Этот способ заключался в трении твёрдого дерева о более мягкое. Огонь можно получить быстрее, если твёрдый кусок тереть в желобке мягкого. Сверление. Твёрдый острый кусок дерева вводился в отверстие в мягком дереве и руками приводился в движение при помощи вращения. Кроме того, в отверстие клали трут гнилого дерева, который быстро воспламенялся. Ещё быстрее, если деревянный стержень приводился в движение при помощи тетивы лука. Высекание. Ударяя друг о друга два камня, люди получали искры, которые зажигали ранее подготовленный трут. Использовали в основном серный колчедан, разного рода кварц, кремень из-за их особой твёрдости. Этот способ использовался также для высекания искры в кремнёвых и колесцовых замках. Он применялся вплоть до начала XX-го века по всей Европе, когда, во-первых, получили распространение спички и зажигалки, а, во-вторых, вышли из употребления искровые замки из-за явного превосходства над ними ударно-спускового механизма современного неавтоматического и автоматического оружия (они менее капризны при работе, позволяют держать в оружии много зарядов, меньше изнашиваются при стрельбе и т. п.). Электричество (молния, постоянный и переменный ток и другое). По некоторым данным, первый огонь был добыт человеком с лесных пожаров, вызванных ударом молнии, или же с выхода на поверхность источников природного газа, рядом с которым ударила молния. По тому же принципу работают современные приборы для получения огня и воспламеняются взрывчатые вещества.
Затем появились спички и зажигалки.
Значение в быту Из-за важного значения огня различные способы его добывания изобрели ещё первобытные люди, использовавшие его для освещения, согревания, приготовления пищи, защиты от диких животных и подачи условных сигналов. Первым способом, по-видимому, стал метод получения из произвольного источника нагревания, такого как молния (хотя молнии, учитывая различные природные условия и погоду, ударяли в деревья достаточно редко). Повышающая трение, но малоэффективная палочка, вращающаяся в куске дерева, была заменена на трут, который делали из грибных наростов на дубе или ясене. В некоторых районах для разжигания огня стали использовать кремни, которые при ударе друг об друга высекали искру. Затем появилось огниво. Традиционной формой поддержания огня тогда и ныне, при прохождении курса выживания, был костёр.
Первым химическим способом получения огня стал катализ, открытый немецким химиком Дёберейнером. На основании своего открытия он создал не предназначенный для бытового употребления прибор под названием «водородное огниво» или «огниво Дёберейнера», усовершенствованной разновидностью которого является так называемый аппарат Киппа.
В дальнейшем появились спички и, сначала, бензиновые, а потом — газовые зажигалки.
В военном деле В военном деле под «огнём» понимается стрельба из огнестрельного оружия (пулями или другими снарядами). Такой смысл слово обрело по причине того, что первые образцы огнестрельного оружия были фитильными. Отсюда же команда «Пли» при огне из артиллерийских орудий. Кроме того, этот термин не лишён смысла и сейчас — при выстреле из ствола оружия почти неизбежно вырывается струя не сгоревших в канале его пороховых газов. Эта вспышка способна ослепить стрелка (при использовании особенно мощных патронов вроде .50 Action Express или .50 BMG) или выдать его месторасположение (например, при стрельбе снайпера), что способно повлечь за собой серьёзные и опасные для жизни и здоровья последствия. Пламегаситель и глушитель несколько уменьшают вспышку, однако первый практически не употребляется на пистолетах (за исключением сделанных на основе ПП, например узи-пистолета, или некоторых автоматических пистолетов вроде Beretta 93R), а второй запрещён для установки на гражданском и спортивном оружии и подходит лишь к оружию, пули которого имеют дозвуковую скорость. Кроме того, из-за прорыва газов в револьвере между стволом и барабаном в револьверах глушитель подходит лишь к револьверам Пипера и Нагана, у которых гильза имеет коническую форму.
Стрельба в космосе Стрельба в космосе, несмотря на отсутствие воздуха, возможна, потому что необходимый для горения кислород содержится в порохе. Однако без кардинальной переделки стрельбу в космосе вряд ли можно будет назвать удобной: из-за отсутствия гравитации и сопротивления воздуха пуля будет лететь в тысячи раз дальше, но при этом необходимо принимать нетривиальные меры по смазке всех движущихся частей оружия, так как в условиях вакуума она будет быстро испаряться и оружие сразу заклинит. Либо исключить все движущиеся части (кроме пули), что также является нетривиальной задачей. Кроме того, на стрелка (или оружие, закреплённое на спутнике) будет действовать импульс отдачи, который требуется компенсировать.
В религиозных представлениях