Hallo!
Ja, wieso leuchtet es eigentlich?
Mir ist klar, dass durch eine exotherme Reaktion die Atome energetisch angeregt werden und diese Energie als Photonen abgeben wird.
Doch welche Atome werden beim Verbrennen von zB Kohlenstoff angeregt?
die Kohlenstoffatome?
die Sauerstoffatome?
oder beide zusammen im entstehenden Molekül CO2?
Eine Flamme hierbei wäre ca. 1000 Grad heiß. Wenn ich Luft 1000 Grad aufheize, leuchtet sie nicht. Auch Kohlenstoff glüht bei 1000 Grad nicht und auch CO2 tut es nicht.
Wieso leuchtet dann die Flamme?
Werden einige wenige Atome vielleicht viel stärker erhitzt (zb auf 100.000 Grad) und nur diese leuchten?
Ab wann glühen Gase?
Ein paar klärende Gedanken könnten Licht ins Dunkel bringen 
Gruß
Paul
Hallo!
Ja, wieso leuchtet es eigentlich?
Mir ist klar, dass durch eine exotherme Reaktion die Atome
energetisch angeregt werden und diese Energie als Photonen
abgeben wird.
Doch welche Atome werden beim Verbrennen von zB Kohlenstoff
angeregt?
die Kohlenstoffatome?
die Sauerstoffatome?
oder beide zusammen im entstehenden Molekül CO2?
IIRC Kohlenstoff, siehe auch:
http://www.itp.uni-hannover.de/~zawischa/ITP/hohlrau…
Grüße
CMБ
IIRC Kohlenstoff, siehe auch:
http://www.itp.uni-hannover.de/~zawischa/ITP/hohlrau…
Das war ein sehr interessanter Artikel, aber er beantwortet nicht meine grundsätzliche Frage:
Die Flamme bei verbrennendem Kohlenstoff ist ca. 2000 Grad heiß.
Wenn man Kohlenstoff unter Sauerstoffabschluss auf 2000 Grad erhitzt, dann glüht es doch nicht, oder?
Aber wieso tut er es denn dann, wenn er brennt, wobei er doch auch nicht heißer wird?
Hallo,
Wenn man Kohlenstoff unter Sauerstoffabschluss auf 2000 Grad
erhitzt, dann glüht es doch nicht, oder?
Aber wieso tut er es denn dann, wenn er brennt, wobei er doch
auch nicht heißer wird?
jedes Material (bis auf eine Ausnahme, die mir im Moment leider nicht einfällt) fängt bei 525 °C an zu glühen. Das gilt sicherlich auch für Kohlenstoff.
Gruß
Jürgen
Gase auch?
jedes Material (bis auf eine Ausnahme, die mir im Moment
leider nicht einfällt) fängt bei 525 °C an zu glühen.
auch Gase?
In einem Muffelofen glüht jedenfalls die Luft nicht oder nur sehr gering. Wenn Erdgas verbrennt leuchtet es aber bei der Verbrennung deutlich heller, als wenn man es unter Sauerstoffabschluss auf die Flammentemperatur aufheizen würde.
Hallo Paul,
In einem Muffelofen glüht jedenfalls die Luft nicht oder nur
sehr gering. Wenn Erdgas verbrennt leuchtet es aber bei der
Verbrennung deutlich heller, als wenn man es unter
Sauerstoffabschluss auf die Flammentemperatur aufheizen würde.
um es gleich vorweg zu sagen: Ich weiß es nicht mit Sicherheit. Ich vermute aber, dass auch Gase „glühen“ - nur man sieht es nicht, da zuwenig Materie vorhanden ist, die entsprechende Strahlung emittieren kann. Beim Verbrennen von Erdgas bilden sich Rußpartikel, die jenseits der 525 °C leuchten.
Gruß
Jürgen
Ich vermute aber, dass auch Gase „glühen“ - nur
man sieht es nicht, da zuwenig Materie vorhanden ist, die
entsprechende Strahlung emittieren kann.
Das habe ich ja auch vermutet.
Beim Verbrennen von
Erdgas bilden sich Rußpartikel, die jenseits der 525 °C
leuchten.
Und wo soll dann die Materie in dem Rußpartikeln herkommen? Die Partikel sind doch aus dem Gas entstanden und sozusagen konzentriertes Gas. Die vorher schon vorhandene Leuchtkraft müsste sich also nur konzentrieren.
Aber ob die leuchtenden Moleküle als Gas nun etwas weiter voneinander weg sind oder in Partikeln zusammen geschlossen sind, macht doch für die Leuchtkraft keinen unterschied.
Die Summe der Leuchtkraft müsste doch die gleiche bleiben.
Hm, alles sehr eigenartig…
Hallo Paul,
Aber ob die leuchtenden Moleküle als Gas nun etwas weiter
voneinander weg sind oder in Partikeln zusammen geschlossen
sind, macht doch für die Leuchtkraft keinen unterschied.
Die Summe der Leuchtkraft müsste doch die gleiche bleiben.
das glaube ich nicht. Die Strahlungsintensität ist abhängig von der Zahl der Atome/Moleküle, die die Strahlung emittieren. Hier mal eine einfache Rechnung:
1 Mol Gas (ideal) hat ein Volumen von 22400 cm3.
1 Mol Eisen hat ein Volumen von 7,1 cm3.
D.h., im Vergleich zu Eisen ist die gleiche Anzahl Atome bei (idealen) Gasen in einem über 3000-fachen Volumen enthalten.
Das heißt, die eigentliche Lichtquelle ist bei Eisen örtlich sehr viel konzentrierter als bei Gasen. Das Resultat ist, das die pro Fläche oder Volumen abgegebene Lichtmenge bei Feststoffen und Gasen sehr unterschiedlich ist.
In gewissem Maße kann man das vergleichen mit dem Unterschied zwischen einem Heizkörper und einer Fußbodenheizung. Bei gleichem Energieeintrag wird der Heizkörper sehr viel heißer als der Fussboden.
Gruß
Jürgen
Hallo!
Eine Brennerflamme, die Methan vollständig zu CO2 und H2O verbrennt, leuchtet fast überhaupt nicht. Wenn man die Sauerstoffzufuhr jedoch begrenzt, sieht man eine helle, gelbe, rußende Flamme. Vermutlich passiert hier folgendes: Dem CH4 wird druch die wenigen Sauerstoffatome der Wasserstoff entrissen, was zur Bildung von Wasserdampf und elementarem Kohlenstoff führt. Kohlenstoff hat einen extrem hohen Sublimationspunkt (ca. 4000 °C), d. h. die Kohlenstoffatome werden zu Ruß resublimieren. Ruß ist sowohl im trivialen Sinne als auch im physikalischen Sinne der Inbegriff eines Schwarzen Körpers, d. h. seine Emission und Absorption erfolgt über alle Wellenlängen gleichermaßen und steht im thermischen Gleichgewicht zur Strahlung. Bei den hier besprochenen Temperaturen liegt das Maximum der der Intensitäten im Infraroten. Das sichtbare Spektrum wird nur am langwelligen Ende abgestrahlt. Die Mischfarbe davon wird (je nach Temperatur) als rot bis weißlich-gelb desehen.
Warum die geringere Dichte der Gase für das wesentlich weniger intensive Leuchten verantwortlich sein soll, ist mir schleierhaft: Die mittlere Dichte der Kohlenstoffatome ist in einem Brenner mit begrenzter Luftzufuhr auch nicht höher als bei guter Luftzufuhr. Die bloße Zahl der strahlenden Atome ist also gleich.
Vielleicht hat es ja damit zu tun, dass Gasatome ein Linienspektrum aufweisen, während Festkörper ein kontinuierliches Spektrum abstrahlen.
Michael
Das heißt, die eigentliche Lichtquelle ist bei Eisen örtlich
Das Resultat ist, das
die pro Fläche oder Volumen abgegebene Lichtmenge bei
Feststoffen und Gasen sehr unterschiedlich ist.
Ja, Feststoffe haben eine höhere Dichte als Gase. Ich meinte es aber so:
Die Anzahl der Atome bleibt in der Brennerflamme gleich. Ob sie nun vollkommen gasförmig sind oder sich einige zu Partikeln zusammen geschlossen haben, ändert nichts an der Summe der Atome. Einige Bereiche haben dann zwar eine höhere Dichte, aber die Gesamtdichte der Brennerflamme bleibt gleich. Eigentlich müsste dann auch die Leuchtkraft gleich sein.
Hi,
in der wiki steht es einigermaßen gut erklärt.
http://de.wikipedia.org/wiki/Flammen
Unter „glühen“ darfst du nicht nur das zählen was du siehst. Feuer macht man gemeinhin um das glühen im Infrarotbereich zu bekommen.
Das was mach Wärme nennt.
Gruss
Joey