Than hồng đỏ rực mà không có ngọn lửa vì nó đang cháy ngay trên bề mặt chất rắn, không cần bốc hơi thành khí. Ngọn lửa là khí đang cháy; khi củi đã thành than, phần khí dễ cháy đã thoát hết, chỉ còn cacbon rắn kết hợp với ôxi ở bề mặt, toả nhiệt đủ để viên than nóng đỏ phát sáng. Kiểu cháy này gọi là cháy âm ỉ.
Thấy nó ở đâu, lúc nào
Cảnh này rất gần: bếp than hoa nướng thịt, lò than tổ ong buổi sáng, đống rơm đốt đồng đã tàn lửa mà vẫn đỏ, đầu cây nhang trên bàn thờ, tàn thuốc lá. Đêm cắm trại, khi ngọn lửa trại đã tắt, đống tro vẫn đỏ ửng, gió thổi qua thì đỏ rực lên rồi sẫm lại như đang thở. Sáng hôm sau gạt lớp tro trắng ra, bên dưới vẫn còn than nóng.
Cũng chính viên than ấy, lúc mới nhóm thì có ngọn lửa vàng, có khói. Chỉ đến một lúc, ngọn lửa tắt mà than lại "đượm" hơn. Chuyển biến ấy cho ta thấy lửa thật ra có hai kiểu.
Hai kiểu cháy: ngọn lửa và âm ỉ
Gỗ, rơm, giấy khi bị nung nóng không cháy ngay ở dạng rắn. Trước hết chúng bị phân huỷ bởi nhiệt, nhả ra hơi nước, khí và hơi nhựa dễ cháy. Những chất khí ấy trộn với không khí và cháy — đó là ngọn lửa. Phần còn lại sau khi khí đã thoát hết là một bộ khung giàu cacbon, xốp, đen: than.
Than không còn gì để bốc hơi nữa. Ôxi trong không khí phải tự mò tới bề mặt và len vào các lỗ xốp, phản ứng với cacbon ngay tại chỗ. Phản ứng toả nhiệt làm bề mặt nóng khoảng vài trăm đến cỡ một nghìn độ C, đủ để phát ánh đỏ đến cam. Không có khí cháy bay lên thì không có ngọn lửa.
| Cháy có ngọn lửa | Cháy âm ỉ (than hồng) | |
|---|---|---|
| Chỗ phản ứng | Trong pha khí, phía trên vật | Trên bề mặt và trong lỗ xốp chất rắn |
| Nhiên liệu | Khí, hơi do vật bị nung phân huỷ ra | Cacbon rắn còn lại |
| Ánh sáng | Muội nóng rực và phân tử phát sáng | Chính bề mặt rắn nóng đỏ |
| Nhiệt độ thường gặp | Cao hơn | Thấp hơn, nhưng toả nhiệt đều, lâu |
| Tốc độ lan | Nhanh | Rất chậm, có thể kéo dài nhiều giờ |
| Khí sinh ra | Chủ yếu CO₂, hơi nước, khói | Nhiều khí CO hơn vì thiếu ôxi |
Vì sao thổi vào thì đỏ rực lên
Tốc độ cháy âm ỉ bị giới hạn bởi lượng ôxi tới được bề mặt. Bình thường, quanh viên than có một lớp khí nghèo ôxi, đầy CO₂ vừa sinh ra. Thổi hay quạt sẽ gạt lớp khí ấy đi, đưa không khí tươi vào sát bề mặt. Phản ứng tăng tốc, nhiệt toả nhiều hơn, than nóng thêm, ánh chuyển từ đỏ sẫm sang cam sáng. Ngừng thổi, than sẫm lại.
Những người bán bắp nướng, khoai nướng hay quạt nan liên tục chính là để "bơm ôxi". Lò rèn ngày xưa có ống bễ cũng cùng nguyên lý. Cái nhịp đỏ lên – sẫm xuống của đống than ngoài trời khi có gió từng cơn là cùng một chuyện: than đang "thở" theo gió.
Lớp tro trắng: chăn ủ than
Tro là phần khoáng chất không cháy được còn lại: canxi, kali, silic... Lớp tro phủ ngoài viên than cách nhiệt và cản không khí. Than vẫn cháy nhưng rất chậm, giữ nóng được nhiều giờ. Người xưa ủ than trong tro để sáng hôm sau chỉ cần gạt tro, thổi vài hơi là có lửa — "giữ lửa" là việc lớn khi chưa có diêm. Bếp than tổ ong khoá cửa gió cũng làm đúng việc ấy: giảm không khí để than cháy cầm chừng.
Than hoa, than tổ ong, đầu nhang: cùng một kiểu cháy
- Than hoa (than củi) được làm bằng cách nung gỗ trong lò hầm thiếu không khí. Phần khí và nhựa thoát ra (đó là khói của lò than), còn lại than xốp gần như toàn cacbon. Vì đã bỏ được phần sinh khói, than hoa cháy đượm, ít khói, hợp để nướng.
- Than tổ ong làm từ than đá nghiền trộn đất sét ép thành viên có lỗ. Các lỗ dọc là ống khói nhỏ tạo luồng không khí xuyên qua. Lúc mới nhóm có khói và mùi khó chịu, khi đã đượm thì chủ yếu cháy âm ỉ.
- Đầu nhang là bột gỗ, bột thảo mộc trộn keo cháy âm ỉ từ từ. Nhang được làm sao cho ngọn lửa tự tắt sau khi châm, chỉ còn đốm đỏ lan xuống chậm và toả khói thơm.
- Đống rơm rạ, mùn cưa, lớp than bùn có thể cháy âm ỉ bên trong nhiều ngày. Cháy rừng tràm trên đất than bùn ở vùng U Minh từng khó dập chính vì lửa âm ỉ nằm dưới mặt đất.
Mối nguy giấu mặt: khí CO
Khi ôxi thiếu, cacbon không cháy trọn thành CO₂ mà dừng ở khí cacbon monoxit (CO). Cháy âm ỉ là kiểu cháy hay thiếu ôxi nhất, nên than hồng sinh ra nhiều CO. Khí này không màu, không mùi. Nó chiếm chỗ ôxi trong máu, gây đau đầu, buồn ngủ, rồi hôn mê mà nạn nhân không kịp nhận ra.
Mùa rét ở miền Bắc, gần như năm nào báo chí cũng đưa tin những người tử vong vì đốt than sưởi trong phòng đóng kín cửa. Ánh xanh nhạt lờ mờ trên mặt than tổ ong là CO đang cháy tiếp ở chỗ gặp không khí — dấu hiệu cho thấy khí ấy có thật. Không bao giờ để lò than, chậu than trong phòng ngủ, phòng kín, nhà xe đóng cửa, kể cả khi lò "đã tàn".
Hiểu lầm thường gặp
- "Không có lửa là đã tắt." Than hồng, tàn nhang, tro rơm vẫn đủ nóng để bén cháy giấy, vải. Nhiều đám cháy bắt đầu từ tàn than đổ vào thùng rác.
- "Than hồng nóng nhất lúc đỏ rực nhất." Lúc đó bề mặt nóng nhất, nhưng tổng nhiệt toả ra để nướng phụ thuộc cả lượng than và lớp tro; người nướng giỏi thích than đã phủ tro trắng vì nhiệt đều, ít khói.
- "Than tàn rồi để trong phòng cho ấm là an toàn." Sai và nguy hiểm: than âm ỉ chính là lúc sinh CO nhiều.
- "Đổ nước là dập xong." Đống than lớn có thể còn lõi nóng bên trong. Phải tưới, đảo, tưới tiếp đến khi hơ mu bàn tay sát trên đống tro (không chạm) không còn thấy hơi ấm, không còn tiếng xèo hay hơi nước bốc lên.
Tự quan sát / tự thử an toàn
Làm ngoài trời, cùng người lớn, với bếp nướng than có sẵn, có xô nước bên cạnh.
- Theo dõi một mẻ than từ đầu. Lúc nhóm: có ngọn lửa vàng, khói. Sau mười lăm đến hai mươi phút: ngọn lửa thưa dần, than đỏ đều, bắt đầu phủ tro trắng. Ghi giờ từng giai đoạn — bạn đang nhìn hai kiểu cháy nối nhau.
- Quạt và quan sát màu. Đứng tránh hướng khói, quạt nhẹ vào một góc than: góc đó chuyển từ đỏ sẫm sang cam sáng trong vài giây. Ngừng quạt, đếm xem bao lâu thì nó sẫm lại.
- Nhìn đầu nhang trong bóng tối. Thắp một cây nhang trong bát hương ở chỗ thoáng, tắt đèn: chấm đỏ sáng lên mỗi khi có hơi gió, mờ đi khi lặng. Đặt nhang xa rèm, giấy.
- Thử tro cách nhiệt. Khi đã tàn, người lớn dùng kẹp gắp hai viên than nóng ra khay sắt: một viên giữ nguyên lớp tro, một viên gạt sạch tro. Viên trần nguội và tắt nhanh hơn.
Dập than xong: tưới nước đẫm, đảo, tưới lại. Không đổ than còn nóng vào túi nilông, thùng rác.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao than hồng không có ngọn lửa?
Ngọn lửa là khí đang cháy. Khi gỗ đã thành than, phần khí và hơi dễ cháy đã thoát hết, chỉ còn cacbon rắn. Cacbon cháy ngay trên bề mặt với ôxi, toả nhiệt làm than nóng đỏ phát sáng, không có khí bay lên để tạo ngọn lửa.
Vì sao thổi vào than thì than đỏ rực lên?
Thổi đưa không khí giàu ôxi tới sát bề mặt than, gạt lớp khí CO₂ vừa sinh ra. Phản ứng cháy nhanh hơn, toả nhiều nhiệt hơn, than nóng thêm nên sáng hơn. Ngừng thổi, lượng ôxi giảm và than sẫm lại.
Đốt than sưởi trong phòng kín có nguy hiểm không?
Rất nguy hiểm. Than cháy âm ỉ thiếu ôxi sinh nhiều khí CO không màu, không mùi, gây ngộ độc rồi tử vong khi ngủ. Không đặt lò than, chậu than trong phòng kín dù than đã tàn.
Than hoa khác than tổ ong thế nào?
Than hoa làm từ gỗ nung trong lò thiếu không khí, gần như toàn cacbon, cháy ít khói. Than tổ ong làm từ than đá nghiền trộn đất sét ép thành viên có lỗ để thông gió. Cả hai khi đã đượm đều cháy âm ỉ và đều sinh khí CO.
Vì sao ủ than trong tro giữ lửa được lâu?
Tro là khoáng chất không cháy, phủ quanh than như lớp chăn cách nhiệt và cản bớt không khí. Than vẫn cháy nhưng rất chậm nên nóng được nhiều giờ. Gạt tro ra và thổi, than lại đỏ lên.
