Daudzi dabiski procesi bezsvara stāvoklī notiek ļoti atšķirīgi. Kā un kāpēc tas notiek, ir vērts saprast.
Kā degšana notiek gravitācijas ietekmē?
Degšana ir ķīmiska reakcija, kuras laikā notiek oksidēšanās, izdalās liels daudzums siltuma, rodas arī sadegšanas produkti. Lai šī reakcija notiktu, ir jāizpilda vairāki nosacījumi. Ugunsgrēks prasa skābekli, degošu vielu, kā arī spēju noņemt oksidācijas produktus no aizdegšanās zonas.
Lai saprastu, kā šis process notiek pazīstamos apstākļos, varat apsvērt iespēju dedzināt ar sveces piemēru. Tas palīdzēs vēl vairāk salīdzināt liesmu nulles gravitācijas stāvoklī.
Tātad, sveci veido kokvilnas dakts, kā arī vasks, parafīns vai stearīns. Tiek uzskatīts, ka liesma veidojas dakts aizdedzes dēļ, bet patiesībā tas tā nav. Vielas tvaiki, kas ieskauj šo dakts, tieši sadedzina. Pati vītne ir nepieciešama, lai degošo vielu virzītu augšup - degšanas zonā.
Tādējādi visi nosacījumi ir izpildīti: skābeklis atrodas gaisā, ir degoša viela (vasks), no zonas tiek noņemti sadegšanas produkti (oglekļa dioksīds un ūdens tvaiki). Pēdējais process ir izskaidrojams ar to, ka sakarsēts un mazāk blīvs gaiss paceļas augstāk nekā auksts, un tajā pašā laikā tas aizvada sadegšanas produktus. Ja, piemēram, sveci ieliek augstā traukā, tad tā pārstāj degt - gaiss visur sakarsīs vienādi.
Bezsvara dedzināšana
Smaguma klātbūtne veicina konvekcijas strāvu veidošanos - atšķirību starp siltu un aukstu gaisu. Karstās kvēpu daļiņas, kas paceļas augšup, izstaro mirdzumu. Tāpēc liesmai ir tik iegarena forma, un to var uzskatīt.
Nulles gravitācijā šādas konvekcijas plūsmas nenotiek. Tā kā kvēpu daļiņas neceļas uz augšu, sveces liesmai ir lodes forma. Pēc neilga laika skābeklis sveces degšanas zonā beigsies. Tā vietā veidojas liels daudzums oglekļa monoksīda - oglekļa monoksīda. Liesmas dedzināšana turpināsies vairākas minūtes.
Interesanta ir arī liesmas krāsas maiņa. Smaguma ietekmē svece karstā kvēpu dēļ deg galvenokārt dzeltenā krāsā. Sadegšanas temperatūra ir 1227 - 1721 grādi pēc Celsija.
Un nulles gravitācijas apstākļos ugunī nav pietiekami daudz skābekļa, tāpēc tiek novērota tā saucamā "aukstā" dedzināšana, kuras temperatūra ir 227 - 527 grādi pēc Celsija. Kvēpi veidojas mazos daudzumos, jo tam nepieciešami vismaz 1000 grādi. Šajā gadījumā izdalās ūdeņradis, kā dēļ liesma iegūst zilu nokrāsu.
Interesants fakts: ja jūs iededzat sveci un pastāvīgi uz fotoattēla fiksējat tās degšanas posmus, varat pamanīt neparastu parādību. Pirmkārt, tas iedegsies ar parasto spilgti dzelteno krāsu, tad liesma kļūs puse zila, un pēc tam pilnīgi kļūs zila. Tādējādi, jo mazāk skābekļa kļūst, jo vairāk liesmas nokrāsa.
Liesmas izturēšanās izpēte nulles gravitācijas apstākļos ir ļoti nozīmīga astronautikai. Zinātnieki un pētnieki šim nolūkam veic dažādus eksperimentus. Tie palīdz uzlabot kosmosa kuģu un astronautu drošību.
Piemēram, eksperimentus veic uz Starptautiskās kosmosa stacijas speciālā nodalījumā. Pētnieki aizdedzina nelielus degvielas pilienus un novēro viņu izturēšanos. Degšana ilgst apmēram 20 sekundes. Degvielas sfēru ieskauj ugunīga lode ar diametru 2–4 mm.
Jāatzīmē, ka tad, kad redzamā degšana beidzas, iestājas ļoti “aukstais”, ko ir ļoti grūti ņemt vērā. Bet, ja jūs piegādājat skābekli vai pievienojat degvielu, liesma nekavējoties uzliesmo.
Nulles gravitācijas apstākļos liesma iegūst lodes formu, jo konvekcijas plūsmas neparādās smaguma trūkuma dēļ (normālos apstākļos karsts gaiss paceļas virs auksta). Dedzināšana tiek novērota īsu laiku. Sākumā liesma ir dzeltena, bet drīz tā iegūst zilganu nokrāsu un pēc tam kļūst pilnīgi zila. Tas ir saistīts ar faktu, ka skābeklis beidzas un degšanas temperatūra ievērojami pazeminās - līdz 227 - 527 grādiem pēc Celsija. Šādu degšanu sauc par "aukstu". Šajā gadījumā veidojas nedaudz karstu kvēpu un izdalās ūdeņradis, kas izraisa uguns krāsas izmaiņas.