木头是我们生活中常见的物品,也是常见的可燃物。早在远古时期就有了钻木取火的传说,人们用木头烧火做饭,用木头烧火取暖,木头的可燃特性帮助我们解决了吃饭和取暖这两个大问题。
可是我们知道木头是怎么燃烧的吗?为什么木头会变成黑乎乎的木炭?为什么木头在燃烧时会发出噼里啪啦的声音?
我们都知道,木材的前身是植物,是生命,地球上的生命都是以碳为核心元素的,因此,木头在受热炭化后就变成了木炭。
木材燃烧时,不是简单的木头被点燃,而是木头被火加热后,分解出来的气体在燃烧。我们观察木材上的火苗,会发现靠近木材的那一部分是不发光无色透明的,这就是木材受热分解散发出来的气体尚未被点燃的那一部分。
木材的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素,由碳、氧、氢和氮等元素组成。木材受热后,这些元素就会以气态的形式散发出来,形成木材的燃烧的第一个阶段:有焰燃烧阶段。木材燃烧的第二个阶段是无焰燃烧阶段,即是木材变成木炭之后的燃烧。
木材的燃烧在不同的阶段,会分解出不同的气体。当木材刚接触火源时,加热到约110℃是就会干燥并蒸发出极少量的树脂。加热到130℃时开始分解,产物主要是水蒸气和二氧化碳;加热到220至250℃时开始变色并炭化,分解产物主要是一氧化碳、氢和碳氢化合物;加热到300℃以上,有形结构开始断裂,在木材表面纹理方向上木炭层出现小裂纹,这就使挥发物容易通过炭化层表面逸出。随着炭化深度的增加,裂缝逐渐加宽,结果产生“龟裂”现象,会听到的声音。此时,木材的热分解越发剧烈。
当气体散发干净之后,木材就完会变成了木炭,此时的燃烧就变成了单纯的表面燃烧。木炭表面没有火苗,只是红红地一片,一阵风刮来,吹起木炭的残灰,使木炭表面变得通红发亮。随着时间的流逝,露在外面的木炭充分燃烧,生成二氧化碳,最后变成白色的灰烬;埋在炭堆里的木炭,因得不到充足的氧气不能充分燃烧,会生成二氧化碳和一氧化碳,或许会在未烧完时熄灭,至此木头的燃烧结束。