Is fire a solid, a liquid, or a gas? - Elizabeth Cox

Translator: sadegh zabihi Reviewer: Mary Jane

Sitting around a campfire, you can feel its heat,

دور آتش که بنشینید، می‌توانید حرارت آن را احساس کنید،

smell the woody smoke, and hear it crackle.

و بوی دود چوب و صدای ترق و تروق آن را بشنوید.

If you get too close,

اگر خیلی نزدیک شوید،

it burns your eyes and stings your nostrils.

چشمان و سوراخ‌های بینی‌تان را می‌سوزاند.

You could stare at the bright flames forever

می‌توانید برای همیشه به شعله‌های درخشان خیره شوید

as they twist and flicker in endless incarnations.

که در تجسمی ابدی پیچ می‌خورند و سوسو می‌زنند.

But what exactly are you looking at?

اما دقیقا به چه نگاه می‌کنید؟

The flames are obviously not solid,

شعله‌ها به وضوح جامد نیستند،

nor are they liquid.

مایع هم نیستند.

Mingling with the air, they’re more like a gas,

بیشتر شبیه گاز هستند چون با هوا درمی‌آمیزند،

but more visible--and more fleeting.

اما بیش از آن دیده می‌شوند -- و زودگذرتر هستند.

And on a scientific level, fire differs from gas

و از نظر علمی، آتش با گاز متفاوت است

because gases can exist in the same state indefinitely

زیرا گازها به طور نامحدود در یک حالت باقی می‌مانند

while fires always burn out eventually.

در حالی که آتش در نهایت می‌سوزد و خاموش می‌شود.

One misconception is that fire is a plasma,

یک تصور غلط این است که آتش از جنس پلاسما است،

the fourth state of matter in which atoms

چهارمین حالت ماده که در آن اتم‌ها

are stripped of their electrons.

از الکترون‌هایشان عاری می‌شوند.

Like fire and unlike the other kinds of matter,

مثل آتش و متفاوت از سایر حالت‌های ماده،

plasmas don’t exist in a stable state on earth.

پلاسماها روی زمین در شرایط پایدار وجود ندارند.

They only form when gas is exposed to an electric field or superheated

آنها تنها در صورتی شکل می‌گیرند که گاز در معرض یک میدان الکتریکی قرار بگیرد

to temperatures of thousands or tens of thousands of degrees.

یا تا دمای هزاران یا ده‌ها هزار درجه داغ شود.

By contrast, fuels like wood and paper burn

در مقابل، سوخت‌هایی مانند چوب و کاغذ

at a few hundred degrees —far below the

در دمای چند صد درجه می‌سوزند -- خیلی کمتر از حدی

threshold of what's usually considered a plasma.

که معمولا برای پلاسما در نظر گرفته می‌شود.

So if fire isn’t a solid, liquid, gas,

پس اگر آتش جامد، مایع، گاز،

or a plasma, what does that leave?

و یا پلاسما نیست، چه گزینه دیگری باقی می‌ماند؟

It turns out fire isn’t actually matter at all.

از قضا آتش اصلاً ماده نیست.

Instead, it’s our sensory experience of a chemical reaction called combustion.

در عوض، تجربه حسی ما

از یک واکنش شیمیایی است به نام احتراق.

In a way, fire is like the leaves changing color in fall,

از جهتی، آتش شبیه تغییر رنگ برگ‌ها در پاییز است،

the smell of fruit as it ripens,

یا بوی میوه‌ها وقتی که می‌رسند،

or a firefly’s blinking light.

یا نور چشمک‌زن یک کرم شبتاب.

All of these are sensory clues that a

تمام این‌ها نشانه‌های حسی هستند

chemical reaction is taking place.

که نشان می‌دهند یک واکنش شیمیایی در حال رخ دادن است.

What differs about fire is that it engages a lot of

نکته متفاوت این است که آتش

our senses at the same time, creating the kind of vivid

همزمان بخش زیادی از حواس ما را درگیر می‌کند، و تجربه واضحی را شکل می‌دهد

experience we expect to come from a physical thing.

که توقع داریم از یک چیز فیزیکی حاصل شود.

Combustion creates that sensory experience

احتراق آن تجربه حسی را با استفاده از

using fuel, heat, and oxygen.

سوخت، حرارت، و اکسیژن به وجود می‌آورد.

In a campfire, when the logs are heated to their ignition temperature,

در یک آتش، وقتی کنده‌ها تا نقطه اشتعال خود گرم می‌شوند،

the walls of their cells decompose,

دیواره سلول‌هایشان متلاشی می‌شود،

releasing sugars and other molecules into the air.

و شکرها و سایر مولکول‌ها در هوا رها می‌شوند.

These molecules then react with airborne oxygen

سپس این مولکول‌ها با اکسیژن هوا واکنش می‌دهند

to create carbon dioxide and water.

و دی‌اکسید کربن و آب می‌سازند.

At the same time, any trapped water in the logs

در همین زمان، آبی که در کنده گیرافتاده

vaporizes, expands, ruptures the wood around it,

بخار شده، منبسط می‌شود و باعث گسیختگی چوب اطرافش می‌شود،

and escapes with a satisfying crackle.

و با صدای ترکی خوشایند فرار می‌کند.

As the fire heats up, the carbon dioxide and water vapor

آتش که گرم می‌شود، دی‌اکسید کربن و بخار آب

created by combustion expand.

که به خاطر احتراق تولید شده‌اند پخش می‌شوند.

Now that they’re less dense, they rise in a thinning column.

حالا چگالی کمتری دارند، پس در ستونی رقیق شونده بالا می‌روند.

Gravity causes this expansion and rising, which gives

گرانش دلیل این انبساط و بالا رفتن است،

flames their characteristic taper.

که ویژگی مخروطی شکل بودنشان را به شعله‌ها می‌دهد.

Without gravity, molecules don’t separate

بدون گرانش، مولکول‌ها

by density and the flames have a totally different shape.

بر اساس چگالی جدا نمی‌شوند و شعله‌ها شکلی کاملا متفاوت خواهند داشت.

We can see all of this because combustion

همه این‌ها را می‌توانیم ببینیم

also generates light.

زیرا احتراق نور هم تولید می‌کند.

Molecules emit light when heated,

وقتی مولکول‌ها حرارت ببینند نور ساطع می‌کنند،

and the color of the light depends

و رنگ نور

on the temperature of the molecules.

به دمای مولکول‌ها بستگی دارد.

The hottest flames are white or blue.

داغ‌ترین شعله‌ها سفید یا آبی هستند.

The type of molecules in a fire can

نوع مولکول‌های موجود در یک آتش هم

also influence flame color.

می‌توانند روی رنگ شعله اثر بگذارند.

For instance, any unreacted carbon atoms from the logs

برای مثال، هر اتم کربن واکنش نداده‌ای در کنده‌ها

form little clumps of soot that rise

تکه‌های کوچک دوده را تشکیل می‌دهند که اوج می‌گیرد

into the flames and emit the yellow-orange

و در شعله آن رنگ زرد-نارنجی را به وجود می‌آورد

light we associate with a campfire.

که آتش اردو را با آن می‌شناسیم.

Substances like copper, calcium chloride,

موادی مانند مس، کلسیم کلرید،

and potassium chloride can add their

و پتاسیم کلرید می‌توانند

own characteristic hues to the mix.

رنگ ویژه خود را به ترکیب اضافه کنند.

Besides colorful flames,

در کنار شعله‌های رنگارنگ،

fire also continues to generate heat as it burns.

آتش همچنین به تولید حرارت هنگام سوختن ادامه می‌دهد.

This heat sustains the flames by keeping

این حرارت با نگهداشتن سوخت در درجه احتراق یا بالای آن

the fuel at or above ignition temperature.

باعث پایداری شعله‌ها می‌شود.

Eventually, though, even the hottest fires

اما در نهایت، حتی داغ‌ترین آتش‌ها هم

run out of fuel or oxygen.

سوخت یا اکسیژن‌شان تمام می‌شود.

Then, those twisting flames give a final hiss

آن موقع، آن شعله‌هایی که در هم می‌پیچیدند در پایان یک هیس می‌کنند

and disappear with a wisp of smoke

و با دود اندکی ناپدید می‌شوند

as if they were never there at all.

انگار که هیچ وقت وجود نداشته‌اند.