¿Por qué sale la mayor parte del humo cuando aparecen las llamas?

Cuando quemo madera, papel u otra materia vegetal, donde hay una llama, generalmente no hay demasiado humo, pero si apago el fuego, el humo comienza a subir. Se hincha más y más grueso a medida que el material se calienta, y de repente brota una llama. En el mismo momento, el humo se disipa rápidamente.

También lo he notado en estufas de leña. De la noche a la mañana, el fuego se apaga y no hay llamas, solo algunos carbones rojos. Después de apilar más leña, comienza a humear. Después de un tiempo, sale una gran cantidad de humo, sin llamas. Espere un poco más, o sople las brasas, aparecerán llamas y la mayor parte del humo desaparecerá.

¿Por qué pasó esto?

¿Las llamas visibles son realmente hollín incandescente, como se describe aquí ? Porque no veo por qué el hollín incandescente y el hollín no incandescente marcarían una diferencia en la producción de humo. ¿Es esa afirmación falsa?

Creo que al principio estás viendo una combustión incompleta que produce mucho humo porque no puede convertir eficientemente todo el combustible en CO2 y H2O. Cuando se libera suficiente energía y se acumula calor, la combustión se vuelve mucho más eficiente y se ven llamas (esencialmente un plasma del intenso calor) y menos humo.
@BrandonEnright Si las llamas son solo plasma del calor intenso, ¿por qué la quema de papel produce una llama mucho más brillante que una parrilla de carbón caliente?
Además, ¿por qué hay una línea tan delgada entre la quema eficiente (llamas, sin humo) y la combustión incompleta (mucho humo, sin llamas)? ¿No se volvería más eficiente a medida que se calienta más, y el nivel de humo disminuye a medida que el fuego se calienta, hasta que aparecen las llamas? La mayor parte del humo es aparente justo antes de que aparezcan las llamas.
@J.Musser Parte del efecto que está viendo es el viento generado térmicamente que transporta rápidamente el humo persistente hacia arriba. Además, dado que el humo es una pequeña partícula, la rápida mezcla térmica con más aire hace que sea más difícil de ver que si se acumula justo encima de un objeto que arde sin llama.
Esto debería ser Química SE, ¿no?

Respuestas (1)

Gran parte del vapor que ve en esa etapa es material no quemado, no un verdadero "humo" que sería cenizas o material no combustible. Un verdadero sólido es muy difícil de quemar. En cambio, la mayoría de los combustibles se volatilizan a medida que aumenta la temperatura, lo que aumenta el área superficial. Este material proveniente del combustible calentado parece similar al humo.

Una llama visible es la quema de este material. Cuando la llama está presente, hay menos combustible sin quemar y menos humo. Hay varios videos donde se puede ver el proceso de volver a encender una vela encendiendo el "humo" de una vela apagada. (El material es cera de vela, no humo).

¿No se volvería más eficiente a medida que se calienta más, y el nivel de humo disminuye a medida que el fuego se calienta, hasta que aparecen las llamas?

La combustión eficiente depende de algo más que de la temperatura. Puede tener un interior muy caliente, y todo lo que hará es producir una gran cantidad de combustible sin quemar (visible como humo) debido a la falta de oxígeno. Dentro del bulto, es muy difícil que el oxígeno llegue rápidamente para soportar una combustión eficiente. Pero afuera hay mucho más disponible y el proceso puede continuar hasta su finalización.

Inmediatamente después de introducir la madera, hace frío y no hay nada que ver. A medida que se calienta, produce algunos volátiles, pero tal vez no lo suficientemente rápido como para quemarse. Si se engancha en ese punto, podría chisporrotear. A medida que aumenta la temperatura, el combustible comienza a aparecer a un ritmo más rápido hasta que soporta una llama completa y se quema.

Una impresionante demostración de la prueba de que el humo es material no quemado: youtube.com/watch?v=C5eTn5d0cvg
¿Por qué sale la mayor parte del humo cuando aparecen las llamas?
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