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불

Fire
다른 용도는 화재(동음이의)를 참조하십시오.
옥외 장작불
나무 부스러기 더미의 점화 및 소화

화재는 연소하는 발열 화학 과정에서 물질(연료)이 빠르게 산화되어 열, 빛 및 다양한 반응 [1][a]생성물을 방출하는 것입니다.점화점이라고 불리는 연소 반응의 특정 지점에서 불꽃이 발생합니다.불꽃은 화재의 눈에 보이는 부분이다.화염은 주로 이산화탄소, 수증기, 산소, 질소로 구성되어 있다.충분히 뜨거우면 기체가 이온화되어 플라즈마가 생성될 수 있습니다.불이 붙는 물질과 밖에 있는 불순물에 따라 불꽃의 색상과 불꽃의 강도가 달라집니다.[2]

가장 일반적인 형태의 화재는 화재를 일으킬 수 있으며, 이는 불에 의한 물리적 손상을 초래할 수 있습니다.불은 전 세계의 생태계에 영향을 미치는 중요한 과정이다.화재의 긍정적인 영향에는 성장을 촉진하고 다양한 생태계를 유지하는 것이 포함된다.그것의 부정적인 영향에는 생명과 재산에 대한 위험, 대기 오염, 수질 [3]오염 등이 포함됩니다.만약 불이 보호식물을 제거한다면, 폭우는 [4]물에 의한 토양 침식으로 이어질 수 있다.또한, 식물이 연소될 때, 칼륨과 인과 같은 원소가 화산재에 남아 흙으로 빠르게 재활용되는 것과 달리, 식물이 가지고 있는 질소는 대기로 방출된다.화재로 인한 질소의 손실은 토양의 비옥함을 장기적으로 감소시키지만, 이 비옥함은 대기 중의 분자 질소가 '고정'되어 번개와 같은 자연 현상과 클로버, 완두콩, 녹색과 같은 콩과 식물에 의해 암모니아로 전환될 수 있다.응답합니다.

불은 의식, 농업, 요리, 열과 빛, 신호, 추진, 제련, 단조, 폐기물 소각, 화장, 그리고 파괴의 무기 또는 방법으로 인간에 의해 사용되어 왔다.

물리 속성

화학

주요 기사:연소
불 사면체

화재는 가연성 또는 가연성 물질이 충분한 양의 산화제(비산소 산화제가 존재함)와 함께 연료/산화제 혼합의 섬광점 이상의 열원 또는 주변 온도에 노출되어 빠른 산화제 속도를 유지할 수 있을 때 시작됩니다.연쇄반응을 일으킵니다.이것은 보통 불 사면체라고 불린다.불은 이 모든 요소들이 제자리에 있고 적절한 비율로 존재 할 수 없습니다.예를 들어, 가연성 액체는 연료와 산소의 비율이 적절한 경우에만 연소되기 시작합니다.일부 연료-산소 혼합물의 경우 촉매가 필요할 수 있습니다. 촉매는 연소 중 화학 반응에서 소비되지 않지만 반응물이 더 쉽게 연소할 수 있도록 합니다.

일단 점화되면 연소 과정에서 열에너지가 추가로 방출되어 화재가 자체 열을 유지할 수 있고 산화제와 연료가 지속적으로 공급될 경우 번질 수 있는 연쇄 반응이 일어나야 합니다.

산화제가 주변 공기의 산소인 경우, 연소 생성물을 제거하고 산소의 공급을 화재에 가져오는 대류를 생성하기 위해 중력 또는 가속에 의한 유사한 힘의 존재가 필요합니다.중력이 없다면, 불은 자체 연소 생성물과 공기 중의 산소를 배제하고 불을 끄는 비산화 가스로 빠르게 자신을 둘러쌉니다.이 때문에, 관성 [5][6]비행으로 해안을 주행할 때 우주선의 화재 위험은 작습니다.이는 열 대류 이외의 과정에 의해 산소가 화재에 공급되는 경우에는 적용되지 않습니다.

불은 불 4면체의 요소 중 하나를 제거함으로써 진화될 수 있다.스토브 탑 버너와 같은 천연 가스 불꽃을 생각해 보십시오.화재는 다음 중 하나로 진압할 수 있습니다.

  • 연료 공급원을 제거하는 가스 공급 차단;
  • 연소가 사용 가능한 산화제(공기 중의 산소)를 사용하고 CO로2 화염 주변 영역에서 옮겨 붙이기 때문에 불꽃을 완전히 덮는다.
  • 화재 발생 시간보다 더 빨리 화재에서 열을 제거하는 물의 적용(불꽃을 세게 불면 현재 연소 중인 가스의 열이 연료원에서 동일한 끝으로 이동한다) 또는
  • 연소 속도가 너무 느려 연쇄 반응을 유지할 수 없을 때까지 화학 반응 자체를 지연시키는 Halon과 같은 지연 화학 물질을 화염에 적용한다.

반면 전체 연소속도를 높이면 화재가 심해진다.이를 위한 방법으로는 연료와 산화제의 투입을 화학학적 비율로 균형 있게 조정하고, 이 균형 잡힌 혼합물의 연료와 산화제 투입을 증가시키며, 화재의 자체 열이 연소를 더 잘 지속할 수 있도록 주변 온도를 증가시키거나, 연료와 산화제가 더 쉽게 반응할 수 있는 비반응 매체인 촉매를 제공하는 것이 있습니다.행동하다.

불꽃

주요 기사:불꽃
다음 항목도 참조하십시오.불꽃 시험
촛불의 불꽃
캐나다 노스웨스트 크라운 화재 실험
1/4000분의 1초 노출로 촬영된 화재 사진
불은 중력의 영향을 받는다.왼쪽: 지구의 불꽃, 오른쪽: ISS의 불꽃

불꽃은 반응 가스와 가시광선, 적외선, 때로는 자외선을 방출하는 고체의 혼합물로, 주파수 스펙트럼은 연소 물질과 중간 반응 생성물의 화학 조성에 따라 달라집니다.예를 들어 나무와 같은 유기물을 태우거나 가스의 불완전 연소와 같은 많은 경우, 그을음이라 불리는 백열 고체 입자는 "불"의 익숙한 적황색 빛을 냅니다.이 빛은 연속 스펙트럼을 가지고 있다.가스의 완전 연소는 불꽃 속에서 형성된 들뜬 분자의 다양한 전자 천이로부터 단파장의 방사선을 방출하기 때문에 어두운 파란색을 띤다.보통 산소가 포함되지만 염소에서 연소하는 수소는 또한 염화수소(HCl)를 생성하면서 불꽃을 일으킨다.불꽃을 일으키는 다른 가능한 조합으로는 불소와 수소, 그리고 히드라진과 사산화질소가 있다.수소와 히드라진/UDMH 화염은 비슷하게 옅은 파란색이지만, 20세기 중반 제트 엔진과 로켓 엔진에서 높은 에너지 연료로 평가된 붕소와 그 화합물을 태우는 것은 강한 녹색 불꽃을 내뿜기 때문에 "그린 드래곤"이라는 별명이 붙었다.

불꽃의 빛은 복잡하다.흑체 복사는 그을음, 가스 및 연료 입자에서 방출되지만, 그을음 입자는 너무 작아서 완벽한 흑체처럼 행동할 수 없습니다.또한 기체 내의 탈 들뜬 원자와 분자에 의한 광자 방출도 있다.방사선의 대부분은 가시 대역과 적외선 대역에서 방출된다.색상은 흑체 방사선의 온도와 방출 스펙트럼의 화학적 구성에 따라 달라진다.불꽃의 지배적인 색은 온도에 따라 변한다.캐나다 산불의 사진은 이러한 변화의 좋은 예이다.불이 가장 많이 타는 땅 근처에서는 일반적으로 유기 물질에 가장 뜨거운 색인 흰색 또는 노란색입니다.노란색 영역 위에서는 더 시원한 주황색, 더 차가운 빨간색으로 변합니다.적색 영역 이상에서는 연소가 발생하지 않고 불포화탄소 입자가 검은 연기로 보인다.

정상 중력 조건 하에서 불꽃의 일반적인 분포는 대류에 의존합니다. 그을음은 정상 중력 조건의 촛불에서처럼 일반적인 불꽃의 꼭대기까지 상승하여 불꽃을 노란색으로 만드는 경향이 있기 때문입니다.미중력 또는 무중력 [7]상태에서는 대류가 더 이상 발생하지 않고 불꽃은 더 파랗고 효율적으로 되는 경향이 있다(연소에 의한 CO가2 미세 중력에서 쉽게 분산되지 않고 불꽃을 질식시키는 경향이 있기 때문에 꾸준히 이동하지 않으면 꺼질 수 있다).이 차이에 대한 몇 가지 가능한 설명이 있는데, 그 중 가장 가능성이 높은 것은 온도가 충분히 균일하게 분포되어 그을음이 형성되지 않고 완전한 연소가 [8]발생하는 것입니다.NASA의 실험 결과, 지구상의 확산 불꽃보다 더 많은 그을음이 생성된 후 완전히 산화되는 것은 일반 중력 [9]조건과 비교했을 때 미세 중력에서 다르게 작용하는 일련의 메커니즘 때문인 것으로 밝혀졌다.이러한 발견은 응용 과학 및 산업, 특히 연료 효율과 관련하여 잠재적으로 응용될 수 있습니다.

연소 엔진에서는 불꽃을 제거하기 위해 다양한 단계가 수행됩니다.이 방법은 주로 연료가 석유, 목재 또는 제트 연료와 같은 고에너지 연료인지에 따라 달라집니다.

표준 단열 온도

주요 기사:단열 화염 온도

주어진 연료 및 산화제 쌍의 단열 화염 온도는 가스가 안정적인 연소를 달성하는 온도입니다.

소방과학과 생태학

주요 기사:화재생태학

모든 자연생태계에는 독자적인 화재구조가 있습니다.그리고 그 생태계의 유기체들은 그 화재시스템에 적응하거나 의존합니다.불은 각각 [11]다른 연속 단계에 있는 서로 다른 서식지의 모자이크를 만듭니다.다른 종의 식물, 동물, 그리고 미생물은 특정 단계를 이용하는 것을 전문으로 하며, 이러한 다른 종류의 패치를 만들어냄으로써, 불은 더 많은 종의 생물이 한 풍경 안에 존재할 수 있게 한다.

화재 과학은 화재 행동, 역학, 그리고 연소를 포함하는 물리 과학의 한 분야이다.화재 과학의 응용 분야에는 화재 방지, 화재 조사, 산불 관리가 포함됩니다.

화석 기록

주요 기사:화재 화석 기록

화재에 대한 화석 기록은 4억 7천만 [12]년 전인 오르도비스기 중기에 육지 식물군이 생겨나면서 처음 나타났는데, 새로운 육지 식물군이 이를 폐기물로 배출했기 때문에 대기 중에 산소가 축적될 수 있었다.이 농도가 13%를 넘었을 때,[13] 산불의 가능성을 허용했다.산불은 4억 2천만 년 전 실루리아 후기 화석 기록에 숯을 바른 식물의 [14][15]화석에 의해 처음 기록된다.데본기 후기 논쟁의 틈새를 제외하면,[15] 숯은 그 이후로 계속 존재한다.대기 중 산소의 수준은 숯의 유병률과 밀접한 관련이 있다. 산소가 [16]산불의 풍부함의 핵심 요소임이 분명하다.약 6백만 년에서 7백만 년 전,[17] 풀이 방사되면서 불은 더욱 풍부해졌고 많은 생태계의 지배적인 요소가 되었다; 이 불씨는 [16]불길이 더 빠르게 확산되도록 하는 불쏘시개를 제공했다.이러한 광범위한 화재는 긍정적인 피드백 과정을 시작함으로써 더 따뜻하고 화재에 [16]더 좋은 기후를 생성했을 수 있습니다.

인간의 제어

초기 인체 제어

주요 기사:초기 인류에 의한 화재
나미비아에서 불을 지른 부시맨
성냥 점화 과정

불을 통제하는 능력은 초기 인류의 습관의 극적인 변화였다.불을 피워 열과 빛을 내는 것은 사람들이 음식을 요리하는 것을 가능하게 하면서 동시에 영양소의 다양성과 가용성을 증가시키고 음식 [18]속의 유기체를 죽임으로써 질병을 감소시켰다.생산되는 열은 또한 추운 날씨에도 따뜻하게 유지하는데 도움을 줄 것이고, 이는 사람들이 더 시원한 기후에서 살 수 있게 해줄 것이다.불은 또한 야행성 포식자들을 접근시키지 못했다.조리된 음식의 증거는 100만 [19]년 전부터 발견되지만, 불이 약 100만 [20][21]년 전에 통제된 방식으로 사용되었을 수도 있다는 일부 증거가 있지만, 다른 자료들은 그 날짜를 40만 년 [22]전으로 추정한다.증거는 약 5만 년에서 10만 년 전에 널리 퍼졌고, 이때부터의 정기적인 사용을 암시한다; 흥미롭게도, 대기 오염에 대한 저항력이 비슷한 [22]시기에 인류에게 진화하기 시작했다.불의 사용은 점점 더 정교해졌고, 수만 [22]년 전부터 숯을 만들고 야생동물을 통제하기 위해 사용되었다.

불은 또한 수 세기 동안 고문과 사형 집행의 방법으로 사용되어 왔으며, 물, 기름, 납으로 채워지고 착용자의 고통에 달궈질 수 있는 철제 부츠와 같은 고문 기구가 불에 타서 증명되었다.

구스타프 빌헬름 핀베르크, 1827년 투르쿠 대화재 이후 성당 및 아카데미 건물 그림

신석기 [citation needed]혁명이 일어나면서 곡식을 이용한 농업이 도입되면서 전 세계인이 불을 경관관리 도구로 활용하게 되었습니다.이러한 화재는 토양을 손상시키는 통제되지 않은 "뜨거운 화재"와는 대조적으로 일반적으로 통제된 화상 또는 "냉방 화재"[citation needed]였다.뜨거운 불은 식물과 동물을 파괴하고 지역사회를 위험에 빠뜨린다.이것은 특히 목재 작물의 성장을 촉진하기 위해 전통적인 태우는 것을 막는 오늘날의 숲에서 문제가 되고 있다.시원한 불은 보통 봄과 가을에 이루어집니다.덤불을 제거해서 바이오매스를 태워버려요 너무 짙어지면 뜨거운 불이 날 수 있어요그들은 더 다양한 환경을 제공하여 게임과 식물의 다양성을 장려합니다.인간의 경우, 그것들은 빽빽하고 통과할 수 없는 숲을 횡단할 수 있게 만든다.풍경관리와 관련하여 인간이 불을 사용하는 또 다른 방법은 농사를 짓기 위해 땅을 개간하는 것이다.열대 아프리카, 아시아, 남아메리카의 많은 지역에서 여전히 화전 농업이 흔하다."소규모 농부들에게, 이것은 과잉 재배 지역을 제거하고 서 있는 식물들의 영양분을 토양으로 다시 방출하는 편리한 방법입니다," 라고 지구 환경 연구 및 [23]보존 센터의 생태학자 미겔 피네도 바스케스가 말했습니다.그러나 이 유용한 전략 또한 문제가 있다.인구 증가, 숲의 파편화, 온난화 기후로 인해 지구 표면은 더 큰 화재를 면할 수 있게 되었다.이는 생태계와 인간 인프라를 해치고, 건강 문제를 일으키고, 대기 온난화를 촉진할 수 있는 탄소와 그을음의 소용돌이를 일으켜서 더 많은 화재로 되돌려 놓는다.오늘날 전 세계적으로 1년에 [23]미국의 절반 이상인 500만 평방 킬로미터가 연소됩니다.

이후의 인간 제어

현대에는 많은 불의 응용이 있다.가장 넓은 의미에서, 불은 지구상의 거의 모든 사람들에 의해 매일 통제된 환경에서 사용된다.내연차 이용자들은 운전할 때마다 불을 사용한다.화력발전소는 석탄, 석유 또는 천연가스와 같은 연료에 불을 붙이고, 그 결과 발생하는 열을 수증기로 끓여 터빈을 구동함으로써 많은 사람들에게 전기를 공급한다.

함부르크는 1943년 7월 약 5만 명의[24] 사망자를 낸 4차례의 화재폭격 후 함부르크에 상륙했다.

전쟁에서 불을 사용하는 것은 오랜 역사를 가지고 있다.화재는 모든 초기 열 무기의 기초였다.호머는 트로이 전쟁에서 트로이를 불태우기 위해 목마 속에 숨었던 그리스 군인들의 사격 사용법을 상세히 설명했다.나중에 비잔틴 함대는 그리스의 포화를 이용해 배와 사람들을 공격했다.제1차 세계 대전에서는 최초의 현대식 화염방사기가 보병에 의해 사용되었고, 제2차 세계 대전에서는 장갑차에 성공적으로 장착되었다.후자의 전쟁에서는, 특히 도쿄, 로테르담, 런던, 함부르크, 그리고 악명높은 드레스덴에서, 추축국과 연합국에 의해 똑같이 소이탄이 사용되었습니다; 후자의 경우, 각 도시를[citation needed] 둘러싼 불 고리가 중앙의 화재 집단에 의해 야기된 상승 기류에 의해 내부로 빨려들어가는 화재 고리가 고의적으로 발생했습니다.미 육군 공군은 또한 전쟁 후반기에 일본군의 목표물에 대한 소이탄을 광범위하게 사용했고, 주로 목재와 종이 주택으로 건설된 도시 전체를 초토화시켰다.네이팜의 사용은 제2차 세계대전이 [25]끝날 무렵인 1944년 7월에 사용되었지만, 베트남 [25]전쟁 전까지는 대중의 관심을 끌지 못했다.화염병도 사용되었다.

생산적인 에너지 사용

중국의 석탄 화력 발전소
2004년[26] 거주자 100,000명당 화재에 대한 장애조정 수명
데이터 없음
50 미만
50 ~ 100
100 ~ 150
150 ~ 200
200 ~ 250
250~300
300~350
350~400
400~450
450 ~ 500
500~600
600 이상

연료를 연소시키면 사용 가능한 에너지가 방출됩니다.목재는 선사시대 연료였고, 오늘날에도 여전히 살아 있다.석유, 천연가스, 석탄과 같은 화석연료를 발전소에서 사용하는 것은 오늘날 세계 전력의 대부분을 공급한다.국제에너지기구는 2002년에 [27]세계 전력의 거의 80%가 이러한 에너지원에서 나온다고 밝혔다.발전소의 불은 물을 데우는데 사용되어 터빈을 구동하는 증기를 만든다.터빈은 전기를 생산하기 위해 발전기를 회전시킨다.화재는 또한 외연 기관과 내연 기관 모두에서 기계적 작업을 직접 제공하기 위해 사용됩니다.

불이 난 후 남은 가연성 물질의 불연성 고형물은 녹는점이 불꽃 온도보다 낮으면 클링커(clinker)라고 불리며, 녹는점이 불꽃 온도보다 높으면 재로 굳어집니다.

화재 관리

화재의 크기, 형태, 강도를 최적화하기 위해 능숙하게 불을 조절하는 것은 일반적으로 화재 관리라고 불리며, 숙련된 요리사, 대장간, 철기 장인, 그리고 다른 사람들에 의해 전통적으로 행해지는 더 발전된 형태는 매우 숙련된 작업입니다.여기에는 어떤 종류의 목재, 목탄 또는 광물 석탄을 태울지 선택하는 방법, 연료 배치 방법, 초기 단계와 유지 관리 단계 모두에서 불을 피우는 방법, 원하는 용도에 맞게 열, 화염 및 연기의 양을 조절하는 방법, 나중에 되살릴 수 있는 최선의 방법, 선택, 설계, 방법 등이 포함됩니다.또는 장작난로, 석탄난로, 베이커리 오븐, 산업용 용해로 등을 개조할 수 있습니다.화재 관리에 대한 자세한 설명들은 대장간, 숙련된 야영이나 군사 정찰, 그리고 이전 세기의 가정 예술에 관한 다양한 책들에서 볼 수 있다.

보호 및 방지

주요 기사:산불 및 화재 방지

전 세계의 산불 방지 프로그램은 야생 화재 사용 및 처방 또는 통제된 [28][29]화재와 같은 기술을 사용할 수 있습니다.야생지 화재 사용은 감시되고 있지만 태울 수 있는 자연 원인의 화재를 말합니다.통제된 화상은 덜 위험한 날씨 [30]조건에서 정부 기관에 의해 점화되는 화재이다.

화재 진압 서비스는 대부분의 개발 지역에서 통제되지 않은 화재를 진압하거나 진압하기 위해 제공됩니다.훈련을 받은 소방관은 소방기구, 급수장치, 소화전 등의 급수 자원을 사용하거나 화재의 원인이 무엇인지에 따라 A와 B급 거품을 사용할 수 있습니다.

화재 예방은 발화원을 줄이기 위한 것이다.화재 예방에는 [31]화재를 피하는 방법을 가르치는 교육도 포함되어 있습니다.건물들, 특히 학교와 높은 건물들은 종종 시민들에게 건물 화재에 대한 대응 방법을 알리고 준비하기 위해 소방 훈련을 실시합니다.고의로 파괴적인 불을 지르는 것은 방화에 해당하며 대부분의 [32]관할구역에서 범죄이다.

모델 건축 법규에는 화재로 인한 손상을 최소화하기 위해 수동적 방화 및 능동적 방화 시스템이 필요합니다.활성 화재 방지의 가장 일반적인 형태는 화재 스프링클러입니다.건물의 수동적 방화성을 극대화하기 위해 대부분의 선진국에서 건축 자재와 가구는 내화성, 가연성 및 가연성을 테스트합니다.차량 및 선박에 사용되는 실내 장식, 카펫 및 플라스틱도 테스트됩니다.

화재 예방과 화재 방지가 피해를 예방하지 못한 경우 화재 보험은 재정적 [33]영향을 완화할 수 있습니다.

이 시각화는 2002년 7월부터 2011년 7월까지 미국에서 감지된 화재를 보여줍니다.서부 주와 남동부 전역에서 매년 안정적으로 연소되는 화재를 찾아보세요.

복원

화재 피해 식당 철거 대기 중

발생한 화재 피해의 종류에 따라 다른 복구 방법 및 조치가 사용됩니다.화재 후 복구는 재산관리팀, 건물유지관리요원 또는 주택소유자가 직접 할 수 있지만,[34] 화재피해 복구 전문가에게 연락하는 것이 화재피해 복구에 있어 가장 안전한 방법인 경우가 많습니다.대부분은 보통 "소방 및 수도 복구"에 기재되어 있으며, 개인 주택 소유주든 대규모 [35]시설이든 신속한 수리에 도움이 될 수 있습니다.

소방 및 수도 복구 업체는 해당 주의 소비자 관련 부서(일반적으로 주 계약업체 라이센스 위원회)에 의해 규제됩니다.캘리포니아의 경우 모든 소방 및 물 복구 업체는 캘리포니아 계약자 주 라이센스 [36]위원회에 등록해야 합니다.현재 California Contractors State License Board에는 "물 및 화재 피해 복구"에 대한 구체적인 분류가 없습니다.따라서 계약자 국가면허위원회는 화재 및 수도 복구 [37]작업을 수행하기 위해 석면 인증(ASB)과 철거 분류(C-21)를 모두 요구합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

메모들

  1. ^ 녹슬기 또는 소화기와 같은 느린 산화 과정은 이 정의에 포함되지 않습니다.

인용문

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