Что будет с бумагой, если к ней поднести раскаленную проволоку, при условии, что действие происходит в вакууме?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
2
4 ответа
Поделиться

Этот ответ написан и доступен на

Этот ответ написан и доступен на Яндекс Кью

Бумага может обуглится из-за температурного разрушения целюлозы в составе бумаги и это зависит только от расстояния между бумагой и температурой раскалённой проволоки. Вот об этом расстоянии — ниже.

Согласно закону Стефана-Больцмана, любое тело с температурой Т (в Кельвинах, К) и площадью поверхности S излучает инфракрасное (тепловое) излучение мощностью W = SσT⁴, где σ = 5,67×10⁻⁸ Вт/(м²⋅К⁴).

Для простоты расчётов введём симметрию в задачу и предположим, что в вакууме проволока радиусом r, длиной L, с температурой Т₀ = 1300 К (ярко-красная, 1027 °С) расположена вдоль оси полого бумажного цилиндра с неизвестным радиусом R > r. Учитывая и рассеяние теплового излучения внешней поверхности бумажного цилиндра, из баланса энергии следует уравнение: (2πrL)σT₀⁴ = 2⋅(2πRL)σT₁⁴, откуда извлекается радиус бумажного цилиндра R = r(T₀/Т₁)⁴/2, при котором температура бумаги, при термодинамическом равновесии, достигнет температуры горения (обугления в вакууме) Т₁ = 723 K (450 °С).

Например при радиусе раскалённой проволоки r = 1 мм, получим оценку расстояния до бумаги (радиуса бумажного цилиндра) R ≈ 5 мм, при котором в вакууме вся бумага обуглится из-за теплового излучения проволоки.

24
0

Мой мир теперь не будет прежним... Как я только существовал до этого?!?

+4
Ответить

(2πrL)σT₀⁴ = 2⋅(2πRL)σT₁⁴ я один это не понял

0
Ответить

@pucheglazikov, (2πrL) — площадь излучателя (проволоки), (2πRL) — площадь поверхности бумаги, свернутой цилиндром вокруг проволоки. Далее см. форлулу для мощности W= ... в ответе и учтите равенство излучения проволки и поглощение внутренней стороной бумаги и ислучение внешней с стороны бумаги.

+2
Ответить

а "обуглится" - не означает, что произойдёт взаимодействие бумаги с кислородом, которого не может быть в вакууме?

0
Ответить

@Дмитрий _, "обуглится" — разрушатся химческие связи целюлозы и останется только свободный углерод. Газообразные фракции испарятся (рассеятся).

+4
Ответить
Ещё 1 комментарий

Просто: ого

0
Ответить
Прокомментировать

Если коснуться раскаленной проволокой - то пиролиз, т.е. тепловое разложение. Будет разваливаться на воду и углерод. А, может, и еще на какие-то более крупные куски. Но уж точно, не загорится.

8
0

Откуда в бумаге вода? За счёт чего она может появится в результате разложения?

-2
Ответить

@Михаил Мазокин, вода в бумаге из влажности воздуха. К примеру, можно получить этиловый спирт концентрации 100%, однако он очень любит растворять воду и берет ее из той же влажности воздуха, мгновенно растворяя ее в себе, поэтому при измерении плотности спирта и получаются 96%.

0
Ответить

Бумага (целлюлоза) же состоит из углеводов с общей формулой Cn(H2O)m.

+3
Ответить
Прокомментировать

Этот ответ написан и доступен на

Этот ответ написан и доступен на Яндекс Кью

Согласен с ответом Сусанны. В зависимости от мощности ИК-излучения(приходящуюся на ед площади бумаги) бумага будет с той или иной скоростью обугливаться, сохраняя имеющиеся в ее составе минералы и теряя легко испаряющиеся в вакууме элементы. Имеет значение вид и сорт бумаги.

3
0
Прокомментировать

В глубоком вакууме отсутствуют вещества, способные нагреваться и затем нагревать какое-то третье тело (такие как воздух, переносящий тепло на другие тела путем конвекции).  То есть, перенос энергии возможен только при помощи электромагнитных волн (в т.ч. в световом диапазоне). Но поскольку раскаленная проволока эмитирует очень мало ЭМ-волн, думаю, бумага не нагреется. И вообще ничего с ней не произойдет.

Дмитрий Ефремовотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
7
-7

"нет ничего хуже полузнания так как оно создаёт ощущение всё знания"

+4
Ответить
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью