Šta je zapravo vatra? Odgovor je čudniji nego što mislite

Vatra jeste svakako jedan od ključnih elemenata za evoluciju čovečanstva, a mnogi još uvek ne znaju njen pravi sastav.

Vatra je drevna tehnologija koja je oblikovala ljudsku evoluciju . Naši preci su koristili vatru za bezbednost, kuvanje i čuvanje hrane. Okupljali su se oko trepereće vatre da bi delili priče, prenosili kulturno znanje i gradili zajednicu.

Danas je vatra važan industrijski alat. Ona je i dalje utkana u naše svakodnevne živote i rituale, piše ScienceAlert. 

Kao što je to činilo milionima godina pre, vatra može oblikovati naše pejzaže, imajući moć da i uništi i podmladi čitave ekosisteme.Vatra je tako poznata, a ipak je može biti teško definisati. Šta je zapravo vatra?

Koji su sastojci za vatru?

Da bismo zapalili vatru, potrebne su nam tri stvari: gorivo (nešto za sagorevanje), kiseonik i početna varnica ili izvor toplote. Ovo je poznato kao trougao vatre, ali gorivo i kiseonik možete nazvati i „reaktantima“, a početnu toplotu „energijom aktivacije“.

Foto: Tanjug/AP

Za šumski požar, organska materija (kao što je drvo) obezbeđuje gorivo. Kiseonik je dostupan u vazduhu, a energija aktivacije može poticati iz niza izvora, kao što su munja ili ljudske aktivnosti.
Ako uklonimo jedan od reaktanata, vatra ne može nastaviti da gori. Da bi se ugasio šumski požar, toplota se može ukloniti gašenjem vatre vodom . Voda se pretvara u paru, koja takođe guši vatru istiskujući vazduh. Gorivo može biti potrošeno samom vatrom ili može biti preventivno uklonjeno upotrebom mera za smanjenje opasnosti ili kulturnih paljenja .

Glavni „proizvod“ vatre je energija, zajedno sa gasovima ugljen-dioksidom i vodenom parom. Kada ima više goriva nego kiseonika za sagorevanje, što je slučaj kod šumskog požara, mogu postojati dodatni proizvodi.

Jedna od njih je čađ, koja je sićušna, poluizgorela čestica ugljenika. Ovi proizvodi međusobno deluju i pružaju ono što osećamo i vidimo kada doživimo vatru.

Foto: Tanjug/AP

Toplota koju osećamo od vatre potiče od energije koja se širi ka spolja u obliku toplote. Vrući gasoviti proizvodi se dižu jer su manje gusti od okolnog, hladnijeg vazduha. Gasovi sa sobom nose čestice čađi koje svetle žuto-narandžasto zbog svoje visoke temperature .

U šumskom požaru ili logorskoj vatri, to je užarena čađ koju doživljavamo kao plamen. Plamen se zapravo proteže daleko iznad mesta gde ga možemo videti. Kako se čađ kreće više, ona se hladi i emituje svetlost u bojama koje ne možemo videti, kao što je infracrvena svetlost .

Dakle, šta je vatra?

Očigledno nije tečnost niti čvrsta supstanca. Iako plamenovi sadrže vruće gasove, plamenovi postoje samo dok vatra gori. Oni ne postoje u stabilnom stanju sami po sebi i ne možemo sakupiti plamenove u posudi kao što bismo mogli CO₂ ili vodenu paru. Stoga, plamenovi i vatra nisu gasovi.

Takođe možemo isključiti plazmu – četvrto agregatno stanje materije . Plazma je slična izuzetno vrućem gasu, ali sa nekim ključnim razlikama.

Foto: Tanjug/AP

Plazma sadrži toliko toplotne energije da atomi u plazmi postaju jonizovani, što znači da više ne mogu da zadrže sve svoje elektrone. Plazma je kao supa naelektrisanih čestica, i elektrona i jonizovanih atoma, koje mogu da provode elektricitet i reaguju na magnetno polje.

U najtoplijim delovima najintenzivnijih požara, moguće je da postoji dovoljno jonizovanih atoma da formiraju područja slabe plazme. Međutim, plazma nije stabilna sama po sebi, i vatra se, kao celina, ne ponaša kao plazma.

U stvari, vatra uopšte nije materija. Vatra je proces. To je vrsta hemijske reakcije koja se naziva sagorevanje.

Proces jedinstven za Zemlju

Gasovi i plazma su svuda u univerzumu, ali vatra, kakvu mi doživljavamo – sa vidljivim plamenom koji se zagreva kiseonikom – izgleda da je jedinstvena za Zemlju.

Sama Zemlja je nastala od prašine i gasa oko mladog Sunca, koje je toliko vruće da je gotovo u potpunosti plazma. Univerzum je dom triliona galaksija , od kojih je svaka ispunjena zvezdama i mogućim planetarnim sistemima, tako da postoji mnogo gasa i plazme.

U međuvremenu, naša Zemlja je jedino mesto u univerzumu gde je poznato da je vatra moguća.

To je zato što je jedan od ključnih sastojaka za vatru – stabilna zaliha kiseonika – nusproizvod života . A koliko znamo, život postoji samo ovde na Zemlji, navodi autor studije Ema Braun , predavačica matematike i fizike, CQUniversity Australia.

BONUS VIDEO