Wat is vuur?

Vuur kan net zoals de zon en bliksem veranderen in een plasma. Plasma is naast vast, vloeibaar of gas de vierde aggregatietoestand. Vuur is echter meestal niet heet genoeg en we moeten het eerder zien als een zintuigelijke ervaring van een chemische reactie.

De lente is weer begonnen (gelukkig!) en we kunnen weer aan het kampvuur in de tuin zitten. Zo fijn om in in de vlammen te staren en naar het geknetter te luisteren. Raar eigenlijk dat vuur. Ik vraag me dan steeds af wat vuur nou eigenlijk is. Van de lessen scheikunde weet ik nog dat stoffen in 3 aggregatietoestanden kunnen voorkomen, namelijk vast, vloeibaar of gas. Maar vuur is niks van dit alles….Wat is vuur dan wel? En hoe brandt het?

Hout brandt niet

Ik zit bij de vrijwillige brandweer. Daarvoor moest ik de opleiding Manschap-A volgen (leuke opleiding trouwens). Daar leer je de basis voor het uitoefenen van het vak brandweerman of –vrouw. In ieder geval leerde ik daar dat hout zelf niet brand. Dat was voor mij echt iets nieuws. Het hout brandt niet, maar de gassen! Die gassen komen vrij als je het hout verhit. Als je ook goed in het vuur kijkt dan zie je dat het vuur net boven het hout zweeft. Die gassen ontstaan uit het hout als je het hout al verhit bij 150°C. En vuur brandt ook niet zonder zuurstof. Vuur is een reactie tussen een gas (brandstof) en zuurstof bij een bepaalde temperatuur. Als alle 3 in de juiste verhouding aanwezig zijn krijg je een vuur (De vuurdriehoek).

Vuur
Vuur

Andere toestanden

Maar goed, het is dus het gas dat brandt, maar wat is dan de toestand van vuur zelf? Nu schijnt het, tot mijn verbazing, dat er naast de toestanden vast, vloeibaar en gas nog een hele hoop andere toestanden bestaan waarin materie kan verkeren. Zelfs zo veel dat wetenschappers proberen orde in de lijst te creëren van de vele verschillende, exotische toestanden …..En er worden nog steeds nieuwe toestanden ontdekt. Om een paar voorbeelden van exotische toestanden te noemen; Bose-Einstein condensaten, magnetisme, vloeibare kristallen en….plasma’s.

Plasma

Plasma wordt gezien als de vierde aggregatietoestand. Bij verhitting verandert ijs in water. Bij verdere verwarming verandert het vloeibare water in waterdamp, de gasvormige toestand. Wat gebeurt er als we nog meer warmte aan het gas geven? Bij voldoende verwarming verandert verwarmd gas in plasma. Plasma is een gas waarvan (een deel van) de elektronen ‘los’ zijn gekomen van de kern. De atomen vallen uiteen in elektronen en ionen. ”Het vormt de zon en de sterren, en het is de meest voorkomende toestand van materie in het universum als geheel”, zo natuurkundige Xuedong Hu tegen ‘Livescience’. Bijna 99 procent van alle bekende materie in het heelal is plasma, waardoor de drie gewone toestanden van materie nog maar 1 procent zijn.. Ook de aurora (noorderlicht) en bliksem hebben de toestand van plasma.

De zon is opgebouwd uit zeer heet plasma
De zon is opgebouwd uit zeer heet plasma

Is vuur dan een plasma?

Als de zon een plasma is dan moet mijn kampvuur dat toch ook zijn? Maar zo zit het dus niet helemaal. Ons kampvuur verbrandt hout en heeft daarbij zuurstof nodig. Grof gezegd : Brandstof + zuurstof -> koolstofdioxide + water. Maar de zon brandt niet. In en om de zon is geen zuurstof. De zon heeft geen chemische reactie maar doet aan kernfusie. De zon is zo heet (15 miljoen C in de kern) dat waterstofatomen in een toestand van plasma komen. Het elektron van een waterstofatoom blijft niet meer rondom de kern (bestaat uit 1 proton) circuleren, maar raakt ‘vrij’. De zon is dus een mengsel van vrij door elkaar bewegende atoomkernen en elektronen. De atoomkernen zonder elektronen kunnen fuseren en vormen heliumatomen. Daarbij komt heel veel energie vrij en geeft de zon dus warmte en licht.

Kernfusie in de zon

Maar hoe zit het dan met mijn kampvuur? Plasma ontstaat door extreme hitte. De vlammen van mijn vuur zijn gemaakt van heet gas, maar worden bijna nooit zo heet dat ze plasma kunnen worden. ”Vuur wordt meestal niet als een plasma beschouwd, want zelfs als het erg heet is, wordt slechts een klein deel van de gasmoleculen geïoniseerd. Ik denk dat je een brand kunt zien als een heet gas dat deels een plasma bevat dat een grotere fractie van het totale gas wordt naarmate de temperatuur van het vuur hoger wordt’, zo natuurkundige Charles Thorington.

Vuur is een zintuigelijke ervaring

Mijn kampvuurtje is dus niet heet genoeg om plasma te zijn. Hoe moet ik het dan zien? ”We moeten vuur niet zien als een materie maar meer een zintuigelijke ervaring van de chemische reactie”, menen ze bij TED. Net zoals we zien dat blaadjes bruin en oranje worden in de herfst, of dat we geur waarnemen van eten als we koken. ”Vuur is anders omdat het veel zintuigen tegelijk betrekt, wat het soort levendige ervaring creëert die we verwachten van een fysiek iets.”

.https://www.newscientist.com/question/what-is-fire/

Bronnen: TEDtalk, New scientist, science.lu, Quora, natuurkunde.nl, popscience

Please follow and like us:

Dit vind je misschien ook leuk...

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.