Почему дрова трещат

Какие ассоциации появляются у вас при словах «горящие дрова»? Растопленный камин или печь, разгоревшийся костер; приятное тепло и жар от открытого огня; разлетающиеся искры и, конечно же, потрескивание. Мало кто задумывается, почему трещат дрова. В зависимости от вида древесины и степени ее усушки, поленья могут либо почти не издавать акустического шума, либо непрерывно шипеть, щелкать, трещать... В тишине дерево никогда не сгорает.

Возможно, будучи ребенком, вы любили книги и телепередачи из серии «Увлекательная физика для детей». Простые, встречающиеся каждый день явления в них популярно объяснялись опытным путем. Попробуйте повторить подобный элементарный эксперимент из детства.

Откройте горящую печь или подсядьте к костру, а затем поднесите к пламени металлический половник, ковш или ложку дном верх. Поверхность металла скоро покроется капельками. Если еще более приблизить посуду к огню, то она почернеет от сажи.

Как минимум дважды опустите в глубокий сосуд горящую палку. Пламя будет гаснуть, и с каждым разом все быстрее. Дело в том, что в емкости скапливается углекислый газ. Вода, уголь и газ – вот во что в итоге превратится охапка дров в вашей печке.

Считается, что хорошие дрова (дающие много жара) должны сушиться перед использованием до тех пор, пока влажность древесины не составит примерно 15-16% (допустимый максимум - 25%). Однако даже самое сухое дерево сохраняет влагу: это и так называемая «капиллярная» вода в полостях клеток, и «коллоидальная» в клеточных оболочках, и очень малое количество химически связанной воды.

Когда пламя разгорается, и дрова покрываются первым обугленным слоем, вся вода превращается в пар. Непрерывное потрескивание поленьев в печи – это не что иное, как серия самых настоящих микровзрывов. Волокна древесного угля разрываются, и водяные пары вырываются на свободу. Обуглившиеся фрагменты древесины отскакивают друг от друга, издавая громкие щелчки.

Может быть, во время пожаров вы слышали сильные хлопки. Это происходили эпизодические выбросы горячих газов пиролиза. Упрощенно процесс горения состоит из двух стадий: пиролиза древесины и сгорания его продуктов. Пиролиз — разложение сложной органики при температуре до 450 °C. При этом около четверти продуктов сразу выделяется в форме газов: углекислоты, водорода, метана и угарного газа. Еще примерно половина массы древесины при горении образует жидкость, состоящую из воды и различной органики, в том числе уксусной кислоты, спиртов и других соединений.

Но в костре или печке эти жидкости незаметны, поскольку они мгновенно испаряются. Остальная масса образует древесный уголь, на 80–90% состоящий из углерода. Он очень пористый и тлеет за счет взаимодействия с кислородом, проникающим в его поры. Если полено горит с поверхности, то его внутренние слои прогреваются и в них запускается пиролиз. Образующиеся газы накапливаются между слоями древесины и разрывают их с громким треском, когда толщина внешнего слоя сокращается из-за прогорания, а давление под ним возрастает из-за нагрева. А еще дрова постоянно потрескивают из-за того, что древесина усыхает под действием жара и деформируется, вызывая разрушение хрупкого угля, возникшего на поленьях при пиролизе.

Специалисты даже научились особенным образом нагревать дерево без доступа воздуха (или же с его ограниченным доступом) для различных производственных нужд.

Итак, горящие поленья трещат и, что интересно, каждое на свой лад. Если вы положите в печку высушенные дрова из бука, то можете почти не услышать знакомого потрескивания. Осина будет мирно потрескивать, сосна же в пламени просто «застреляет» - из ее полостей станет высвобождаться скопившаяся смола и наполнит помещение приятным эфиром.

Сгорающие дрова не только «разговаривают» по-своему, но и имеют другие отличительные черты. К примеру, ту же пахучую сосну не стоит использовать в открытом камине – полетят искры. Лучше сжечь там ветки вишни или яблони и насладиться теплом и приятным ароматом. Если вы пользуетесь домашним очагом или банькой с дровяной печью, обязательно посоветуйтесь со специалистом перед заготовкой дров.