Vì sao với xăng chỉ cần châm lửa là bắt cháy, còn dầu hoả lại phải dùng bấc mới đốt cháy được?

Xăng và dầu hoả đều được chế tạo từ dầu mỏ. Chúng là “anh em ruột thịt”. Về phương diện hóa học chúng đều là hợp chất do hai loại nguyên tử cacbon và hyđro - các hyđrocacbon - tạo ra. Điểm khác nhau là ở chỗ xăng gồm có các phân tử có số nguyên tử cacbon trong phân tử từ 5 - 11, còn ở dầu hỏa số nguyên tử cacbon trong phân tử là 11 - 16. Số nguyên tử cacbon trong phân tử hyđro cacbon khác nhau thì tính chất cháy cũng khác nhau. Với xăng ở nhiệt độ thường khi tiếp xúc với ngọn lửa hoặc tia lửa là bốc cháy dễ dàng, còn dầu hoả ở nhiệt độ thường khi tiếp xúc với lửa ngọn không bắt cháy được. Thế nhưng khi tẩm dầu hỏa vào bấc đèn dùng ngọn lửa để châm thì bấc đèn sẽ cháy ngay. Vì sao vậy?

Sự cháy của vật chất được chia thành bốn tình huống: Loại thứ nhất gọi là cháy lan rộng. Khí than trong phòng kín, khí hóa lỏng là nhiên liệu khí. Khi dòng khí thóat ra, sẽ lan toả trong không khí một mặt vừa trộn lẫn, một mặt vừa cháy. Loại thứ hai là chất cháy bay hơi: cồn, xăng, là nhiên liệu ở trạng thái lỏng. Thông thường bản thân nhiên liệu lỏng không cháy, nhưng sau khi bay hơi, hơi nhiên liệu sẽ trộn lẫn với không khí làm thành hỗn hợp dễ cháy. Loại thứ ba là sự cháy phân hủy: đó là các chất rắn hoặc chất lỏng khó bay hơi. Sau khi chịu tác dụng của nhiệt sẽ phân hủy thành các chất khí dễ cháy. Cuối cùng là loại chất cháy trên bề mặt. Than cốc thuộc loại này. Với loại chất cháy này sự cháy xảy ra trên bề mặt tiếp xúc giữa không khí và vật rắn. Đặc điểm của sự cháy này là xảy ra không rõ rệt.

Xăng và dầu hoả thuộc loại nhiên liệu lỏng bay hơi. Sự cháy của xăng và dầu hoả thuộc loại chất cháy do bay hơi. Sự cháy do các chất bay hơi có liên quan đến sự dẫn lửa và điểm bắt lửa của các nhiên liệu lỏng. Điểm bắt lửa liên quan đến nhiệt độ thấp để trên bề mặt nhiên liệu lỏng có thể biến thành hơi trộn lẫn với không khí thành hỗn hợp cháy. Ví dụ điểm bắt lửa (hay điểm chớp lửa) của xăng khoảng trên dưới -46°C. Điểm bắt lửa của dầu hoả từ 28 - 45°C. Những chất lỏng có điểm bắt lửa lớn hơn 45°C là những chất cháy được. Dầu mazut, dầu thực vật thuộc loại này. Những chất có điểm bắt lửa từ 22 - 45°C thuộc loại chất dễ cháy, dầu hoả thuộc loại chất dễ cháy. Các chất có điểm bắt lửa nhỏ hơn 22°C thuộc loại chất cháy nguy hiểm. Cồn có điểm bắt lửa là 11°C thuộc loại chất cháy nguy hiểm. Xăng có nhiệt độ bắt lửa thấp hơn thuộc loại chất cháy rất nguy hiểm.

Xăng có điểm bắt lửa thấp hơn nhiệt độ môi trường bên ngoài nhiều. Trên bề mặt của xăng ở nhiệt độ thường dễ bay hơi để tạo thành với không khí hỗn hợp cháy nên chỉ cần tiếp xúc với lửa ngọn hoặc tia lửa là sẽ bắt cháy đùng đùng. Sau khi lớp hơi xăng trên mặt xăng lỏng bị cháy, xăng lại tiếp tục bay hơi mạnh hơn và sự cháy tiếp tục được duy trì.

Đối với dầu hoả thì tình hình có khác. Ví dụ khi nhiệt độ bên ngoài là 25°C, do chưa đạt đến điểm bắt lửa của dầu hoả nên trên bề mặt dầu hoả không có lượng hơi dầu đủ trộn với không khí thành hỗn hợp cháy nên sẽ không bắt được lửa để cháy. Vì vậy khi bạn đem que diêm đang cháy lại gần bề mặt dầu hoả, dầu hoả không thể nào cháy được. Nhưng nếu bạn lại tẩm dầu hoả vào bấc đèn thì tình hình lại khác. Khi tẩm dầu hoả vào bấc đèn (ví dụ làm bằng sợi vải, hay sợi bấc), dưới tác dụng của các mao quản trong sợi vải, dầu sẽ ngấm toàn bộ vào bấc đèn. Do bấc đèn là vật dễ cháy, nên khi đem châm lửa vào bấc đèn, nhiệt độ xung quanh sợi bấc sẽ lớn vượt quá điểm bắt lửa của dầu hoả nên làm cho dầu hoả trên bề mặt bấc đèn bốc cháy. Dầu hoả ở đầu sợi bấc đã cháy hết, dầu ở bên dưới lại được ngấm lên do lực mao quản, do đó sự cháy được duy trì lâu dài.

Sự cháy của dầu hoả nói chung gắn chặt với tim đèn. Nhưng nếu trong một số điều kiện đặc biệt, nhiệt độ xung quanh dầu hoả cao hơn điểm bắt lửa, bấy giờ không cần có tim đèn dầu hoả vẫn bốc cháy. Ví dụ khi có một xe chở dầu đã bị cháy, nhiệt độ có thể lên đến mấy trăm độ. Trong điều kiện đó các nhiệt độ xung quanh đã vượt quá điểm bắt lửa của chất dễ cháy, kể cả các chất có điểm bắt lửa cao như dầu mazut, dầu ăn, thậm chí nhựa đường cũng sẽ cháy rất mãnh liệt, bấy giờ dĩ nhiên không cần đến tim đèn.