עמוד הבית > מדעים > פיסיקה ומבנה החומר [כימיה] > חומרים: תכונות ותהליכים
גליליאו צעיר בע"מ


תקציר
חומרים מדליקים. כיצד נוצרת אש? למה, בעצם, העץ בוער אבל הַחוֹל – לא, ואיך בני האדם הצליחו לנצל את חומְרֵי הַבְּעִירָה לְצורך ייצור אֶנֶרְגְּיָה. וגם כמה כללי בטיחות ליד המדורה.



מה בוער?
מחברת: עדי שרבט


רגע לפני שאתם מתחילים לאסוף קְרָשִׁים למדורת ל"ג בעומר, אנחנו מזמינים אתכם לגלות למה, בעצם, העץ בוער אבל הַחוֹל – לא, ואיך בני האדם הצליחו לנצל את חומְרֵי הַבְּעִירָה לְצורך ייצור אֶנֶרְגְּיָה.
חומרים מדליקים

ל"ג בעומר הוא חג המדורות. אבל, רגע לפני שאתם מתיישבים ליד המדורה, כדאי שתדעו כיצד נוצרת האש, אילו חומרים אפשר להדליק והכי חשוב – כיצד להיזהר מהאש, כי היא עלולה להיות מסוכנת מאוד.

תהליך כִימִי

האש היא, למעשה, תהליך כִימִי שנוצר כשגַּז הַחַמְצָן בָּא בְּמַגָּע עם חומר בְּעִירָה (כמו, למשל, נייר, בד או קש). כתוצאה מתהליך הבְּעִירָה של אותו חומר נוצרים אור וחום, וגם אֵפֶר ועשן. את הלהבה אנו יכולים לראות בקלות. הלהבה מורכבת מֵחֶלְקִיקֵי הַחומֶר הַבּוֹעֵר ומגַּזים. אם תביטו בנר דולק, למשל, תוכלו להבחין בכך שהוא מאיר את סביבתו, ואם תתקרבו אליו מעט תוכלו להרגיש שהוא פּוֹלֵט חום. בני האדם מנצלים את הָאֶנֶרְגְּיוֹת של האור והחום, הנובעות מהבְּעִירָה של החומרים הַדְּלִיקִים (בעיקר פֶּחָם, גַּז בישול ומוצרי הַנֵּפְט) לצרכים שונים, כמו בישול, חימום הבית, תאורה, הֲנָעַת כְּלֵי תַּחְבּוּרָה, הפעלת מכונות, הֲפָקַת חַשְׁמַל ועוד.

משולש האש

כיצד, בעצם, נוצרת אש? ובכן, הבְּעִירָה (כלומר: האש), נוצרת בשלושה תנאים: כשיש חומר בְּעִירָה, חַמְצָן וחום. שלושת התנאים הללו נקראים "משולש האש":

  1. חומר בְּעִירָה: זהו חומר המסוגל לִבְעור וּלְהִתְלַקֵּחַ. חומר זה יכול להימצא בשלושה מַצְּבֵי צְבִירָה (שזהו המצב בו נמצא החומר) - גַּז (כמו גַּז הַמֵּימָן), נוזל (כמו דבק, מְדַלֵּל, אלכוהול) וּמוּצָק (פֶּחָם, עץ). קיימים סוגים רבים של חומרים דליקים, ולמעשה - רוב החומרים שאנו מכירים יכולים לבעור. אם תתבוננו סביבכם, ודאי תוכלו להבחין בהם בקלות: השולחן והמדפים עשויים מעץ, המחברת מנייר, הבגדים עשויים מבד. ברגע שבו החומרים הַדְּלִיקִים נשרפים, הם אינם יכולים לחזור למצבם הקודם. כך, למשל, שולחן שנשרף לא יישאר שולחן, אלא ייהפך לאֵפֶר וּלְגֶחָלִים.
  2. הִימָּצְאוּת של חַמְצָן בְּכַמּוּת מַסְפֶּקֶת: גַּז הַחַמְצָן (אותו אנו נושמים) נמצא ב-21 אחוזים מהאוויר. כמובן שאנו לא יכולים לראותו. כשיש כמות חַמְצָן הגדולה מ-16 אחוזים באוויר יכולה להיווצר אש, אבל – כשיש כמות קטנה מ-16 אחוזים, לא יכולה להיווצר אש.
  3. רמת חום/טֶמְפֶּרָטוּרָה גבוהה מספיק: לכל חומר יש רמת חום/טֶמְפֶּרָטוּרָה שבה הוא בוער. כשהחומר מגיע לאותה טֶמְפֶּרָטוּרָה (המכונה "טֶמְפֶּרָטוּרַת הַהַצָּתָה") או עובר אותה - הוא נדלק. ישנם חומרים דליקים יותר וישנם חומרים דליקים פחות. חומרים דליקים יותר מִתְלַקְּחִים בקלות רבה, כבר בטֶמְפֶּרָטוּרָה נמוכה יחסית. צמר גפן, למשל, מתחמם מהר ונשרף בקלות. רוב חומרי הבְּעִירָה המוכרים לנו דורשים חימום כלשהו כדי שיגיעו לטֶמְפֶּרָטוּרַת הַהַצָּתָה שלהם ויתחילו לבעור.

כעת אתם ודאי שואלים, מדוע החומרים הַדְּלִיקִים סביבנו (כמו החולצה) אינם בוערים ברגע זה. הרי יש סביבם חַמְצָן? והתשובה לכך היא, שהחומרים הללו לא התחממו מספיק על מנת לבעור. אבל, אם נניח חולצה על מנורת שולחן, החולצה עלולה להתחמם מדי, כלומר: להגיע לטֶמְפֶּרָטוּרַת הַהַצָּתָה שלה, ולבעור. לכן, מסוכן מאוד לכסות מנורת שולחן בחולצה, במגבת או בשמיכה.

מה מדליק אותם

העץ והפֶּחָם נחשבים לחומרי בְּעִירָה/דלק מצוינים. הם מורכבים בעיקר מִפַּחְמָן, שבוער היטב ומפיץ כמות רבה של חום סביבו. הפַּחְמָן מִתְאַחֵד בקלות עם גַּז הַחַמְצָן שבאוויר ותוך כדי כך הוא מפיק חום ואור.

העץ: העץ הוא חומר בְּעִירָה טוב, כיוון שניתן למצוא אותו בכל מקום, הוא מפיץ חום רב סביבו ונשרף בקלות. מבעירת העץ מוּפָצִים אור וחום, אך נוצרים גם עשן, אֵפֶר וגַּזים. מהעץ נותרות גֶחָלִים: אלו הן שְׁאֵרִיּוֹת עֵץ שָׂרוּף, הבוערות ללא להבה ועשויות בעיקר מפַּחְמָן. האֵפֶר הוא הַפְּסולֶת שנשארת מתהליך הבְּעִירָה ואינה נשרפת עוד, ואילו הגַּזים הם פַּחְמָן חַד חַמְצָנִי, אֵדֵי מַיִם, תַּחְמוצֶת גָּפְרִית ותחמוצת חַנְקָן.

אם כך, איך, למשל, בוער הגפרור? ובכן, כשהעץ שבגפרור מגיע לטֶמְפֶּרָטוּרָה מסוימת, הוא בוער. בראש הגפרור יש זַרְחָן (צבעו אדום בדרך כלל). הזַרְחָן מתלקח בקלות בחום הקרוב ל-50 מעלות צֶלְזְיוּס. בזכות הגָּפְרִית, שהיא חומר דליק מאוד, הזַרְחָן יכול לבעור למשך זמן רב יותר. שפשוף שני החומרים גם יחד יוצר די חום על מנת שהזַרְחָן יתחיל לבעור. בשלב זה בוער הזַרְחָן ומדליק את העץ שבגפרור – וכך הגפרור נדלק.

הפֶּחָם: הפֶּחָם נוצר כתוצאה מִשְּׂרִידֵי צְמָחִים או מהתפוררות איטית של צמחים, שהיו שקועים במעמקי האדמה במשך אלפי שנים. הוא מכיל בעיקר פַּחְמָן. שריפת הפֶּחָם משמשת לחימום ביתי, לתעשייה ולתחבורה וגם לצורך הפקת חשמל (בתחנות הכוח שורפים פֶּחָם וכך נוצר חשמל). כאשר שורפים את הפֶּחָם נוצרים גָּפְרִית חַנְקָן וְאֵפֶר (כמו של העץ), המזהמים את הסביבה.

נֵּפְט גּולְמִי: זהו נוזל סמיך, שַׁמְנוּנִי ושחור. הוא מכונה גם בשם "זהב שחור". "זהב" – משום שהוא מהווה מְקוֹר אֶנֶרְגְּיָה חשוב ועיקרי בעולם שלנו, ו"שחור" – בשל צבעו. הנֵּפְט הַגולְמִי נמצא במעמקי האדמה, ונוצר כתוצאה מהתפרקות של צמחים ויצורים חיים, שחיו על פני כדור הארץ לפני אלפי שנים, והתפרקו בתחתית הים. הנֵּפְט מכיל פַחְמַמְנִים (תִּרְכּוֹבוֹת של פַּחְמָן ומֵּימָן). הוא מורכב מחומרים רבים ושונים המעורבבים זה בזה. מאותם חומרים ניתן להפיק מוצרים חִיּוּנִיִּים רבים, כְּשֶׁמְּזַקְּקִים את הנֵּפְט בְּבָתֵּי הַזִּקּוּק (מפרידים את הנֵּפְט לחומרים המרכיבים אותו) - כך מקבלים תִּרְכּוֹבוֹת שלו במצב של גַּז (גַּז בישול), נוזל (בֶּנְזִין), ומוצק (כמו הַזֶּפֶת שאנו רואים בכביש). כשהנֵּפְט נשרף הוא פולט עשן, אך אינו משאיר אֵפֶר.

גַּז בישול (גַּז פַחְמַמְנִי מְעובֶּה): כאמור, הגַּז נוצר בְּתַהֲלִיךְ הַזִּקּוּק של הנֵּפְט הַגולְמִי. הגַּז משמש בעיקר לבישול, חימום והנעת מכוניות בגַּז. הגַּז מתערבב מיד עם הַחַמְצָן שבאוויר ולכן נדלק מהר מאוד ובקלות רבה יותר מאשר חומרים דליקים אחרים. הוא חומר דליק נקי, כלומר: כאשר הוא נשרף הוא אינו משאיר עשן פיח ואֵפֶר, ולכן הוא תורם לשמירה על איכות הסביבה.

לעומת החומרים הבעירים (הַדְּלִיקִים), בטבע קיימים גם חומרים שאינם נשרפים, למרות שילובם עם חַמְצָן ועם רמת חום/טֶמְפֶּרָטוּרָה גבוהה, כמו האבנים, למשל, החול והברזל.

איך מכבים את האש?

לאחר שהבנו כיצד נוצרת האש, הגיע הזמן לגלות איך אפשר, בעצם, למנוע אותה (וכמובן, גם כיצד לכבותה). הרי זה ממש פשוט, כל שצריך לעשות הוא למנוע מאחד הגורמים לבְּעִירָה מלהיווצר. כלומר: למנוע מגע עם חַמְצָן, או חום גבוה או חומר בְּעִירָה.

  1. מונעים חַמְצָן להגיע אל האש: איך, בעצם, אנחנו יכולים לעשות זאת? הרי הַחַמְצָן נמצא בכל מקום. ובכן, אם אנחנו מוסיפים לאש (ובל"ג בעומר – למדורה) הרבה מים או חול – שני חומרים שאינם דליקים – הם הופכים לשכבה מבודדת בין האש ובין האוויר. הַחַמְצָן לא מגיע אל האש ולחומר דליק שנמצא בסביבתה, והאש בעצם "נחנקת", דועכת ובסופו של דבר גם נִכְבֵּית.
  2. קירור החומר הבוער או האש על ידי הַתָּזַת מים: המים מקררים את האש ובכך מונעים מהחומר הבוער להגיע לטֶמְפֶּרָטוּרַת הַהַצָּתָה שלו. האש "נחנקת" ושוככת.
  3. הרחקת חומרים בעירים מאזור האש: כדי שהאש לא תגדל , לא נוסיף חומר בְּעִירָה שנמצא בסביבה כמו חתיכות עץ, שעלולים להגבירה, אלא נרחיק אותם ממנה.
  4. התזת חומר מיוחד (בעיקר גַּז פַּחְמָן דו חמצני): באמצעות התזת חומר, כמו החומר שנמצא בְּמַטְּפֵי כיבוי האש האדומים, אנו מונעים מהַחַמְצָן, שעוזר לאש לבעור, להגיע לאש.

כללי בטיחות ליד המדורה

רגע לפני שאתם מדליקים את מדורת ל"ג בעומר חשוב לזכור כמה כללים:

  1. כשאתם בוחרים מקום למדורה דאגו לכך שיהיה נקי מִקּוֹצִים או מעשבים שעלולים לְהִתְלַקֵּחַ.
  2. האחריות על הדלקת המדורה מוטלת על אדם בוגר ולא על הילדים.
  3. אין להדליק מדורה בעזרת נוזל דליק.
  4. הוספת עצים וקרשים לליבוי המדורה צריכה להיעשות בזהירות.
  5. יש להחזיק בקרבת המדורה שני דליי מים מלאים למקרה של התפשטות שריפה.
  6. אסור בהחלט לזרוק למדורה הבוערת מְכָלֵי תַּרְסִיס וַחֲזִיזִים העלולים להתפוצץ ולפגוע ביושבים סביב המדורה.
  7. אין להבעיר מדורה מתחת לקווי חשמל וטלפון, בקרבת עצים ושיחים או ליד מתקני דלק.
  8. אין לישון בתוך שקי שינה סגורים בסמוך למדורה, מחשש למלכודת אש, וכמו כן - אסור להירדם בקרבת המדורה.
  9. אם האש אחזה לכם בבגדים – עִצְרוּ. אל תרוצו! שכבו על הקרקע והתגלגלו מספר פעמים. ניתן להשתמש בשמיכה או במגבת גדולה כדי לעטוף את הנפגע ולחנוק את הלהבות.
  10. כוויה יש לקרר מיד במי ברז ולהעביר את הנפגע לטיפול רפואי.
  11. בסיום הקומזיץ יש לוודא כיבוי מוחלט של המדורה, באמצעות שפיכת חול או מים.
  12. זכרו! במקרה של שריפה פעלו מיד לכיבויה ובמקביל, טלפנו 102 לתחנת מכבי האש והצוותים יגיעו במהירות האפשרית לכבות את השריפה. אסונות ונזקים רבים נגרמים מדי שנה בגלל חוסר זהירות בשימוש באש. אנחנו יכולים למנוע אותם!

העצות באדיבות פיני וייסגל, כבאי בתחנת כיבוי אש אילת

ביבליוגרפיה:
כותר: מה בוער?
מחברת: שרבט, עדי
תאריך: מאי 2006 , גליון 28
שם כתב העת: גליליאו צעיר : ירחון לילדים סקרנים
עורכת הכתב עת: פרידמן, מירית
בעלי זכויות : גליליאו צעיר בע"מ
הוצאה לאור: גליליאו צעיר בע"מ
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית