Tényleg hatékonyabb forró vízzel tüzet oltani, mint hideggel?

Arról a fura jelenségről már tanultunk ezeken a hasábokon, hogy néha a forró víz gyorsabban képes megfagyni, mint a hideg. Ma egy egészen hasonló, a józan észnek látszólag ellentmondó jelenségről lesz szó, a főszerepben ismét a hideg és meleg vízzel, illetve a tűzoltással.

A józan ész azt diktálná, hogy hideg vízzel hatékonyabb tüzet oltani, mint forróval, hiszen a célunk a hőmérséklet csökkentése, erre pedig a hideg mindenképpen jobb, mint a forró. A valóságban ennél kicsit összetettebb a helyzet. Kezdjük az alapoknál:

A tűz fennmaradásához három dologra van szükség:

• Éghető anyagra
• Magas hőmérsékletre
• Oxigénre

Ha a háromból bármelyiket kivesszük a képletből, a tűz elalszik. A különféle tűzoltási módszerek más-más pontokon támadják ezt a szentháromságot. A poroltó például elvágja az oxigéntől; az erdőtüzeknél bevetett “tűzzel a tűz ellen” módszernél pedig kontrollált körülmények között felégetnek egy sávot a közelgő tűt elől, hogy az ne találjon éghető anyagot és megálljon. Az elfújt gyertya kicsit bonyolultabb eset, és itt bonyolódjunk is bele egy mini-maistanultamvalamitbe:

Amikor meggyújtjuk a gyertyát, az első pár másodpercben a kanóc ég. Ennek a hője megolvasztja a gyertyaviaszt, majd elpárologtatja azt. A viaszpára keveredik a levegő oxigénjével, és ez ég a gyertyalángban. Ha erősen ráfújunk az égő gyertyára, azzal egyrészt ezt az üzemanyagot távolítjuk el, másrészt lehűtjük az olvadozó viaszt, és megszüntetjük a viaszpára utánpótlását is.

A víz tűzoltó hatása is két irányból támad egyszerre: egyrészt csökkenti a hőmérsékletet, másrészt a tűzzel érintkező, és elpárolgó víz egyfajta vízgőz-pajzsot képez a lángok körül, és csökkenti a tűz oxigén-utánpótlását.

Na de hogy jön itt a képbe a víz hőmérséklete?

Ehhez azt a részt kell kicsit kibontanunk az előző gondolatmenetből, hogy a tűzoltásra használt víz lehűti a környezetét. Persze hogy lehűti, hiszen mindenképpen hidegebb mint a lángok - na de mennyire hűti le? Vagy másképp fogalmazva: mennyi energiát von el a tűztől az, hogy felmelegítse, majd elpárologtassa a vizet? Ezt a hőkapacitás fogalma adja meg, ami azt mutatja meg, hogy mennyi hőenergiát kell közölni egy rendszerrel, hogy annak hőmérséklete egy fokkal emelkedjen. A mértékegysége J/K, ami kicsit szerencsétlen, mert ez az online szlengben egyébként azt jelenti, hogy just kidding, vagyis csak vicceltem, de egyébként viccen kívül joule per kelvin.

A víznél ez az adat egy kg vízre és egy fok melegítésre vetítve kb. 4,2 kjoule.

Szóval a tűzoltásra használt vizünk a szó szerint tűzforró környezetben eszeveszett sebességgel melegszik, és közben minden fokért cserébe 4,2 kilojoule hőenergiát szipkáz el a tűztől. Aztán egyszer csak elér a száz fokig és felforr, nekiáll elpárologni. A halmazállapot-váltáshoz azonban jóval több energia kell, mint a sima melegítéshez, ez a párolgáshő, ami a víz esetében, továbbra is egy kg-nyi vízzel számolva 2260 kilojoule. A különbség kb. 540-szeres, vagyis kimondhatjuk, hogy az akárhány fokos víz eljuttatása a forráspontig sokkal-sokkal kevesebb hűtő hatást fejt ki, mint a forrásban levő víz párává változtatása.

A hideg- és melegvizes tűzoltás között tehát az alapvető különbség az, hogy hideg víznél több idő telik el, míg az eléri a forráspontot, és a két tűzoltó hatás közül az egyik (a pára, ami távol tartja az oxigént a tűztől) egyáltalán létrejön, a másik (a hőelvonás) meg a forráspont elérésével durván felerősödik.

A gyakorlatban egyébként a különbség nem igazán észrevehető, szóval ha kigyullad a ház, oltsa azonnal, amivel éri (elektromos eredetű tüzet pedig véletlenül se vízzel), és ne kezdjen el ehhez vizet melegíteni, mert azt olvasta az Indexen.