Карел Конрад - Отбой!

В результате окисления он может превратиться или в ядовитый CO (при недостаточном окислении, в частности, в сигарете) или в CO 2и в обоих случаях или дать энергию горения, или раствориться вместе с дымом — черным, холодным и неокислившимся. У целлюлозы на каждые шесть молекул углерода приходится пять молекул кислорода, таким образом, это горючее вещество уже частично окислено, поэтому при горении она выделяет меньше энергии, чем бескислородные углеводородные соединения. Но еще до того как целлюлоза на подожженном месте разложится на горючие составные части, это произойдет с другими содержащимися в сигарете органическими веществами — главным образом смолой и эфирными маслами, — они загораются раньше, чем упомянутые продукты распада целлюлозы. Поэтому необработанный табачный лист должен гореть лучше, чем обработанный и лишенный этих веществ готовый табак.

Табак тоже может гореть пламенем. Кто в этом сомневается, пусть положит в печку коробку гаван и посмотрит, что из этого выйдет. Причина тления сигарет еще и следующая. Для образования пламени необходим некоторый минимум: 1) кислорода и 2) начальной температуры. Если один из этих факторов во время горения снизится или не достигнет необходимого минимума, горение прекратится или вообще не возникнет.

Разумеется, разложение и окисление горючего материала могут происходить и без этого минимума, но тогда они протекают слабее, менее эффективно и без свечения. Это и есть тление. Если же загоревшаяся древесина слишком холодна, она совсем погаснет, потому что пламя не в состоянии «готовить себе пищу», то есть разлагать древесину.

Наблюдая процесс горения, мы убеждаемся, что пламя должно распространяться с определенной минимальной быстротой; если этого минимума нет, вещество пребывает в раскаленном состоянии, но без пламени.

При недостаточном доступе кислорода пламя гаснет, даже если мы стараемся поддержать его очень высокой температурой. Например, в печке с плохой тягой дрова не горят, даже если их поливаешь керосином, в лучшем случае тлеют, как, например, нередко в нашей землянке.

Тление тоже требует определенного минимума интенсивности, без которого приостанавливается. Но процесс окисления все еще может продолжаться, выделяя в этом случае тепло, но не свет. Однако и он имеет свой «голодный минимум». Если температура и поступление кислорода будут недостаточными, окисление древесины совершенно прекратится. Не будь этого, что бы стало с нашими запасами дров? Они бы незаметно окислились, разложились и исчезли!

Минимальная температура для расщепления органического вещества — примерно 500°, температура раскаленного углерода — 800°, а температура, при которой начинает гореть водород, — минимум 1000°. Последняя из этих цифр — это низшая граница горения пламенем, вторая — граница накаливания и первая — низшая возможная граница окисления древесины. Она не может быть ниже минимальной температуры окисления водорода или углерода, ибо иначе разложение было бы налицо, а окисление не было бы возможно.

Пламя может распространяться по дереву с нарастающей быстротой или равномерно или же убывать — тогда усиливается дым, то есть продукт несгоревшего и неразложившегося углеводорода. Опустившись ниже определенного минимума, пламя превращается в алое свечение, при котором несгоревших продуктов прибывает, а чистого водорода и углерода становится все меньше, температура и быстрота распространения пламени приближаются к пределу инертности (около 500°) дыма, то есть несгоревших частиц становится все больше, а молекулы их делаются все крупнее, так что, в конце концов, молекула целлюлозы остается нерасщепленной.

Настоящее интенсивное горение происходит без дыма. При нем образуются только CO 2и водяные пары — вещества без вкуса, цвета и запаха.

Итак, о сигарете. Если бы она горела интенсивным пламенем, результат был бы тот же. У кого бы тогда была охота курить? Ведь алкалоиды табака сгорали бы вместе с клетчаткой, а от CO 2и H 2O мало радости, мы сами выдыхаем их всю свою жизнь.

Курильщика привлекает как раз ароматный дым сигареты, обусловленный ее неполноценным горением.

Вполне понятно, почему сигарета не горит пламенем. Этому мешают плохой доступ воздуха и недостаточно высокая температура тлеющего конца. Подержите сигарету в пламени свечи или суньте ее под колпак с кислородом — она сгорит в один момент. Ведь пока мы держим спичку у сигареты, она тоже горит по-настоящему и не дает в это время дыма. Но стоит отнять спичку, и конец сигареты перестает гореть, он только тлеет и образует дым.

В чем же дело?

Табак — хороший проводник тепла, он быстро отводит жар от тлеющего конца в глубь сигареты. Это, разумеется, понижает температуру и препятствует горению, равно как и недостаточный доступ кислорода. В результате табак только тлеет.

Если сигарету не курить, она, как известно, даже гаснет. Но как бы вы ни затягивались, табак не загорится пламенем. Почему? Потому что холодный воздух, который вы усиленно нагнетаете, еще больше понижает температуру, и это препятствует горению. Однако в этом случае тление идет интенсивнее, дыма образуется меньше, а тлеющий слой становится больше и горячее.

Большинство курильщиков не особенно хорошо представляет себе, как выглядит тлеющий конец сигареты. Выглядит он так.

Шапочка серого пепла переходит в раскаленный слой, где происходит окисление. Тот в свою очередь граничит с уже почерневшим, затем бурым, а далее нормального цвета табаком. Стряхните пепел, и вы увидите, что алый конец имеет сферическую форму. Чем быстрее и энергичнее вы курите, тем этот конец острее. Если сигарета тлеет сама — он почти плоский. Это потому, что без затяжки воздух в сигарету поступает только спереди и сигарета тлеет равномерно. Но когда мы сильно затягиваемся, воздух втягивается также и с краев, которые, получая дополнительную порцию воздуха, обгорают сильнее. Поэтому горящий конец принимает конусообразную форму. Толщина горящего слоя составляет 2—4 миллиметра, в чем можно убедиться, сделав продольный разрез сигареты. При поперечном же разрезе тлеющего корпуса мы видим примерно двухмиллиметровый горящий слой, потом обуглившийся и далее, к середине, интактный табак. На продольном разрезе сгоревший, обугленный слой достигает 3-х и более миллиметров. Он, разумеется, составляет лишь оболочку конуса (точнее, параболоида), под ним — табак такой же формы.

До сих пор мы еще не говорили о несгораемых, вернее трудносгораемых, составных частях табака — пепле. Он состоит из названных выше неорганических солей, которые, во-первых, еще при жизни клетки играют в растворенном виде важную роль в ее жизненных процессах и, во-вторых пропитывают ее стенки, укрепляя их. Эти соли натрия, калия, магнезия и т. д. могли бы, под действием водородного пламени, преобразоваться в окиси, но в сигарете они в большинстве не сгорают — скорее из-за недостаточной температуры, чем из-за нехватки кислорода. Во внешнем слое пламени свечки эти вещества раскаляются добела и светятся весьма интенсивным белым светом, подобно окисям церия и тория в сеточке газовой горелки.