couleur d'une flamme

Documents proposés pour ce thème pour la classe de quatrième.

couleur d'une flamme

Messagede chocoaddict44 » 04 Déc 2017, 21:47

Bonjour,

Dans un briquet allumé , il y a une zone bleue et une flamme jaune, quelle est la partie la plus chaude ? Je trouve des informations contradictoires sur internet , ce qui met le doute, je pensais que c'était la flamme bleue qui était la plus chaude...
Si quelqu'un pouvait m'aider, cela serait top :) et aussi quelle est la température de la zone bleue ? et de la zone jaune?


Merci d'avance
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Re: couleur d'une flamme

Messagede S.F » 04 Déc 2017, 23:27

Salut,
je te confirme que la zone bleue est la plus chaude ;)
Par contre, pour les températures, je ne suis pas sure... 700° au chaud ? Et vers 300/400° en haut ? Environ :)
Pour moi, le briquet fonctionne comme un bec bunsen, en moins chaud ;)
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Re: couleur d'une flamme

Messagede Aranel53 » 05 Déc 2017, 00:13

Je dirais pour ma part que ce n'est pas si simple, au sein de la flamme elle même il y a un dégradé de température et dans la zone "jaune", on a des températures entre 1500 et 800 °C environ. Pour la flamme bleue en bas on est aussi à plus de 1000°C donc pour les températures, ça se vaut.

A partir du moment où on voit de la lumière orangée émise, la température est au dessus de 700-900°C. Pour une température de 300-400°C, la matière n'émet quasiment aucune lumière visible, or la lumière émise par une flamme de briquet vient principalement du rayonnement du corps noir des particules de suies formée par la pyrolyse à haute température des molécules du butane qui font faire des amas de carbone qui vont brûler et chauffer comme de petites braises (particules noires bien visibles si on refroidit une flamme en la passant contre le dos d'une cuillère ou sur une assiette par exemple)

Pour quelle raison veux-tu savoir les températures ? Pour toi ? Pour répondre à une question d'élève ? Pour savoir quoi dire aux élèves dans ton cours ?
Je pense que simplifier un peu est nécessaire et si dire que "la température est élevée" ne suffit pas, que le haut de la flamme est moins chaud que le milieu est sans doute suffisant.

Ce qui se passe dans les différentes parties de la flamme est bien intéressant, et permet de bien parler du rôle du comburant avec les élèves. D'ailleurs, on ne s'en rend pas compte mais une flamme est "creuse", c'est à dire qu'on croit voir un volume alors que seule la surface de ce volume forme la flamme et donc que l'intérieur d'une flamme est à basse température et contient seulement du gaz combustible qui n'a pas pu encore rencontrer le dioxygène de l'air. L'expérience de faire chauffer une grille métallique au bec Bunsen virole fermée montre bien que seule une partie de la grille en forme d'anneau se met à rougeoyer et non pas un disque.
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Re: couleur d'une flamme

Messagede physicus » 05 Déc 2017, 18:29

"c'est compliqué une flamme"
http://www.chemistryviews.org/details/ezine/1393371/Chemistry_of_the_Christmas_Candle__Part_2.html

ça dépend beaucoup du carburant et du comburant et du coté total ou non de la combustion
http://www.bennitechnologies.com/Flametemp.html

il me semble que pour faire la carte de température d'une flamme, on utilise une petite lancette avec du platine au bout pour faire chauffer le platine et mesurer sa température par la loi de Wien
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Re: couleur d'une flamme

Messagede Aranel53 » 06 Déc 2017, 13:51

Merci pour le lien, bien intéressant et fort clair.

Je vais voir si j'ai le temps de le traduire pour faire un résumé clair pour tout le monde.

La flamme de la bougie est un cas complexe qui devrait permettre de faire un bon sujet de bilan des connaissances de collège, on peut y mettre de l'énergie, du mouvement/gravitation, de la réaction chimique, des changements d'état, de la lumière/signaux. J'aime bien ! :)

Je m'y mets dès que j'ai un peu de temps.
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Re: couleur d'une flamme

Messagede Spilou » 06 Déc 2017, 22:24

L'affaire présentée par Aranel53 semble entendue. Mais reste un "mystère" que j'ai du mal à appréhender (je qu'il doit s'agir d'une histoire de spectre d'émission de flamme déplacé vers le Bleu et l'UV et de corps noir, mais ... )

Comme il fait froid, j'allume un feu tous les soirs. J'utilise un allume feu composé de fibres de bois brunes alliées probablement à un liquide pétrolier quelconque.
Lorsque j'approche une flamme bleue avec le briquet (flamme très chaude) l'allume feu ne s'enflamme pas ou très difficilement. En revanche, si la flamme est rouge orange, l'allume feu s'enflamme rapidement alors que la flamme est moins chaude. Mon hypothèse est que l'allume feu s'enflamme par élévation de sa température à cause de IR émis pas la flamme orange alors que la flamme bleu en est dépourvue (les IR) ou en émet moins. Mais pourtant celle ci est plus chaude... :shock:
Me trompe je? :? Où est l'erreur de raisonnement?
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Re: couleur d'une flamme

Messagede Gayrard » 07 Déc 2017, 18:44

L'erreur vient du fait qu'il ne s'agisse pas dans les deux cas d'un rayonnement de corps noir.
Bleu: chimiluminescence associée à la recombinaison de certains radicaux. 1200 °C
Milieu de la flamme 1500 °C rayonnement de corps de suies à haute température. 700°C au sommet de la flamme qui est orange (corps noir aussi).

Voir page 53 Louis Boyer, Feu et flammes, Belin pour la science.
http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/l ... s-7104.php

Je m'en suis servi pour l'EPI coup de grisou sur Saint Jo, (lampe de Davy).
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Re: couleur d'une flamme

Messagede Aranel53 » 07 Déc 2017, 21:47

Je recommande également cet ouvrage qui devrait orner les étagères de tout le monde ! ;) (dans la même série, "la couleur dans tous ses éclats" de B. Valeur m'a beaucoup servi à l'agreg).

Pour l'explication sur l'allume-feu, je ne pense pas qu'il ait d'erreur. Je reformule ce que j'ai compris de la question de Spilou : "Pourquoi la flamme bleue ne permet pas aussi bien d'allumer l'allume-feu que la flamme orange ?" Les températures se valent à quelques centaines de degrés près, donc ce n'est pas ça la clé.
(pour le rayonnement du corps noir, il est le même pour des températures égales, donc le gaz émet le même spectre quasiment que le reste, sauf que la densité est bien plus faible pour le gaz que pour le solide, donc on ne voit rien à l'oeil par rapport aux grains de suie solide chauffés, donc l'émission bleutée des radicaux CH· et CH3· domine si je me rappelle bien)

Pour la difficulté d'allumage avec une flamme bleue, j'ai remarqué moi aussi ce fait (moi aussi j'allume ma cuisinière à bois, mais j'ai pas d'allume feu, j'ai des pommes de pin ! ;-) ). J'ai acheté en grand nombre des briquets "bic" normaux pour les manipulations de combustion et aussi des briquets "chalumeaux" pour faire la combustion complète sans bec bunsen avec les élèves. Et en effet, ces briquets chalumeaux - à la flamme bleue donc- ne sont pas plus efficaces pour allumer rapidement quelque chose, même s'ils permettent de chauffer fortement un point donné (leur intérêt étant de pouvoir envoyer la flamme où on veut sans forcément devoir allumer par en dessous comme avec un briquet normal.)

J'avais interprété ce fait en raison de la vitesse d'éjection des gaz, qui est bien plus grande qu'avec un briquet normal pour permettre le prémélange avec l'air. Du coup, les gaz chauds ne "font que passer" et ont moins le temps de transférer leur énergie thermique à la matière combustible. Mais maintenant qu'on a reparlé de la suie incandescente, je me demande si ce n'est pas ça la raison : dans une flamme orange il y a une multitude de petites braises (solides) qui vont se coller au combustible et lui fournir une grande quantité d'énergie thermique, ce qui n'est pas le cas avec la flamme bleue, la température est élevée certes mais la capacité calorifique massique du gaz est faible donc moins de chaleur est apportée.
Est-ce pertinent comme explication ?
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