Представьте, что у нас есть бумажная книга. Если мы положим это в кастрюлю и увеличим ее температуру, эта книга не загорится. С другой стороны, если книга непосредственно взаимодействует с этим источником тепла, она загорается. В чем разница между этими двумя ситуациями?
Прежде чем ответить на ваш вопрос, важно понять, как происходит воспламенение твердого материала. Для топлив, содержащих водород и углерод, таких как бумага, воспламенение происходит в газовой фазе. Воспламеняется не само твердое тело. Перед воспламенением твердого материала он должен частично превратиться в летучий (горючий) газ. Обычно для этого требуется тепло. На самом деле воспламеняются горючие газы на поверхности твердого тела, а не само твердое тело. Процесс разложения твердого вещества с образованием горючего газа называется пиролизом. Воспламеняющиеся газообразные продукты пиролиза необходимо смешивать с кислородом (воздухом) в надлежащем соотношении, чтобы они находились в так называемом диапазоне воспламенения.
Воспламенение газовоздушной смеси, образующейся при нагревании бумаги, может происходить двумя путями. Если продолжать повышать температуру смеси, она может достичь так называемой температуры самовоспламенения и воспламениться. Это будет механизм для книги на раскаленной сковороде. В качестве альтернативы, воздействие на него предварительного источника воспламенения, такого как внешнее пламя или дуга, также может воспламенить смесь. Это была бы ваша книга, окруженная воздухом и обожженная пламенем. Температура смеси, при которой это происходит, называется температурой пилотного воспламенения или температурой мгновенного воспламенения. Вообще говоря, температура пилотного (вспышечного) воспламенения ниже, чем температура автоматического (само) воспламенения.
Возвращаясь к бумаге и вашей книге, @StudyStudy упомянул 451 градус по Фаренгейту. Это (233 C) является температурой самовоспламенения бумаги, ставшей популярной благодаря одноименной книге. Первоначальный тест, используемый для определения этой температуры, взят из ASTM 1929 «Стандартный метод испытаний для определения температуры воспламенения пластмасс», хотя тест не ограничивается пластмассами. Температура пилотного (вспышечного) воспламенения с использованием теста ASTM составляет около 177 ° C, что меньше температуры самовоспламенения.
Теперь давайте рассмотрим вашу книгу на сковороде. Поскольку над кастрюлей нет пламени или дуги, любое воспламенение, которое может произойти, будет самовоспламенением. С учетом всех других факторов, как отмечалось выше, для автоматического зажигания требуется, чтобы газ имел более высокую температуру, чем для зажигания с использованием вспомогательного источника (пламя или дуга). Причем нагрев происходит на нижней поверхности книги. Большая часть этого тепла отводится от нагретой поверхности в массу книги за счет теплопроводности, а также в окружающий воздух за счет конвекции. Большинство газообразных продуктов пиролиза, которые могут образоваться на дне, не смешиваются с воздухом, что необходимо для воспламенения. Окружающий воздух над поддоном разбавляет те газообразные продукты, которые выходят с нижней поверхности. Скорее всего, вы получите книгу с обугленным дном, но без пламени.
Если книга окружена воздухом, на который воздействует внешнее пламя, гораздо более высокая температура пламени может быстро вызвать как пиролиз (термическое разложение), так и воспламенение образующихся паров.
Надеюсь это поможет.
Сковорода начинается при комнатной температуре, скажем, 20°C. Газовое пламя начинается при температуре около 2000°C. Температура воспламенения бумаги составляет примерно 200°С.
Таким образом, пламя может сразу зажечь бумагу, но сковорода не может этого сделать, потому что она должна нагреться. Сковорода может воспламенить бумагу, если пламя может нагреть сковороду и бумагу до температуры воспламенения. Однако, в зависимости от сковороды, возможно, что сковорода может не нагреться до температуры воспламенения бумаги, если она достаточно быстро отдает тепло окружающему воздуху.
Дэвид З.