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

Переводчик: Ростислав Голод Редактор: Natalia Ost

Sitting around a campfire, you can feel its heat,

Сидя у костра, вы чувствуете тепло,

smell the woody smoke, and hear it crackle.

ощущаете аромат горящего дерева и слышите, как потрескивают поленья.

If you get too close,

Если приблизиться, то вы почувствуете,

it burns your eyes and stings your nostrils.

как горячий воздух обжигает глаза и ноздри.

You could stare at the bright flames forever

Можно смотреть вечно, как горит огонь,

as they twist and flicker in endless incarnations.

как языки пламени дрожат и вспыхивают, словно живые.

But what exactly are you looking at?

Но на что, собственно, вы смотрите?

The flames are obviously not solid,

Пламя не существует ни в твёрдом,

nor are they liquid.

ни в жидком состоянии.

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

Смешиваясь с воздухом, оно больше похоже на газ,

but more visible--and more fleeting.

но его можно увидеть и оно недолговечно.

And on a scientific level, fire differs from gas

С научной точки зрения, огонь отличается от газа тем,

because gases can exist in the same state indefinitely

что вещества способны существовать в газообразном состоянии вечно,

while fires always burn out eventually.

а пламя рано или поздно погаснет.

One misconception is that fire is a plasma,

Ещё одним заблуждением является то, что огонь — это плазма,

the fourth state of matter in which atoms

четвёртое агрегатное состояние, при котором атомы

are stripped of their electrons.

лишены электронов.

Like fire and unlike the other kinds of matter,

Подобно огню, но в отличие от других видов материи,

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

плазма не существует в стабильном состоянии на Земле.

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

Она образуется только под воздействием на газ электрического поля

to temperatures of thousands or tens of thousands of degrees.

или при нагревании его на тысячи или десятки тысяч градусов Цельсия.

By contrast, fuels like wood and paper burn

Однако твёрдые вещества, такие как дерево или бумага,

at a few hundred degrees —far below the

сгорают при температуре всего в несколько сот градусов,

threshold of what's usually considered a plasma.

что гораздо ниже температур образования плазмы.

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

Если огонь не существует в твёрдом, жидком или газообразном состоянии

or a plasma, what does that leave?

и не является плазмой, то что это тогда?

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

Оказывается, огонь и вовсе не является материей.

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

А представляет собой наше чувственное ощущение химической реакции горения.

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

В чём-то огонь — это то же, что перемена цвета листьев осенью,

the smell of fruit as it ripens,

появление запаха у созревшего плода

or a firefly’s blinking light.

или мерцающий огонёк светлячка.

All of these are sensory clues that a

Для наших органов чувств всё это является сигналами того,

chemical reaction is taking place.

что происходит химическая реакция.

What differs about fire is that it engages a lot of

Однако отличие огня заключается в том, что одновременно задействованы

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

несколько органов чувств, благодаря чему у нас в сознании

experience we expect to come from a physical thing.

создаётся чётко выраженный комплекс ощущений физического объекта.

Combustion creates that sensory experience

Комплекс ощущений создаётся горением

using fuel, heat, and oxygen.

благодаря тому, что в реакции участвуют материя, тепло и кислород.

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

В костре деревянные поленья нагреваются до температуры возгорания,

the walls of their cells decompose,

при это разрушаются оболочки клеток

releasing sugars and other molecules into the air.

и в воздух высвобождаются молекулы сахаринов и других веществ.

These molecules then react with airborne oxygen

Эти молекулы вступают в реакции с молекулами кислорода

to create carbon dioxide and water.

и образуются углекислый газ и вода.

At the same time, any trapped water in the logs

В то же время содержащаяся в древесине вода

vaporizes, expands, ruptures the wood around it,

испаряется, расширяясь и образуя трещины на древесине,

and escapes with a satisfying crackle.

поэтому при её высвобождении слышен приятный на слух треск.

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

По мере того, как повышается температура, вода и углекислый газ испаряются,

created by combustion expand.

а пламя разгорается и становится больше.

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

Концентрация газов падает, и воздух поднимается сужающимся столбом.

Gravity causes this expansion and rising, which gives

В результате силы гравитации,

а также благодаря расширению и восходящему движению воздуха,

flames their characteristic taper.

огонь приобретает характерный вид «язычков пламени».

Without gravity, molecules don’t separate

Не будь гравитации, молекулы бы не отделялись из-за диффузии

by density and the flames have a totally different shape.

и пламя имело бы совершенно другой вид.

We can see all of this because combustion

Мы знаем всё это потому, что в процессе горения

also generates light.

образуется свет.

Molecules emit light when heated,

При нагревании молекулы излучают свет,

and the color of the light depends

а его цвет зависит

on the temperature of the molecules.

от температуры молекул.

The hottest flames are white or blue.

Самые горячие светятся белым или синим цветом.

The type of molecules in a fire can

На цвет пламени также может влиять то,

also influence flame color.

какие вещества содержатся в горящей материи.

For instance, any unreacted carbon atoms from the logs

Например, не участвующие в реакции атомы углерода,

form little clumps of soot that rise

которые содержатся в древесине, образуют сгустки копоти,

into the flames and emit the yellow-orange

летящие в воздух и светящиеся жёлто-оранжевым светом,

light we associate with a campfire.

каким обычно светится костёр.

Substances like copper, calcium chloride,

Такие вещества, как медь, хлорид кальция

and potassium chloride can add their

и хлорид калия,

own characteristic hues to the mix.

также добавляют оттенки пламени.

Besides colorful flames,

Помимо красочного свечения

fire also continues to generate heat as it burns.

в процессе горения огонь также поддерживает тепло.

This heat sustains the flames by keeping

Это тепло необходимо для поддержания пламени

the fuel at or above ignition temperature.

в пределах или выше температуры горения материала.

Eventually, though, even the hottest fires

Наконец, даже в самом жарком огне

run out of fuel or oxygen.

когда-нибудь закончится материал или кислород.

Then, those twisting flames give a final hiss

Тогда извивающиеся языки пламени вспыхнут в последний раз

and disappear with a wisp of smoke

и незаметно исчезнут в дымке костра,

as if they were never there at all.

как будто их никогда не существовало раньше.