Русскоязычные пользователи сервисов вопросов и ответов обсуждают причины, по которым обогреватель может уменьшить количество кислорода или сжигать его, а также задаются вопросом, возможно ли это вообще. Встречается утверждение даже на сайтах больниц: "Проветривание комнаты нужно производить чаще, так как большинство обогревателей сжигают кислород". Производители электронагревательных приборов выпускают целые линейки устройств, не сжигающих кислород. Приглашенные эксперты, в свою очередь, делятся советами, как выбрать такой обогреватель, и рассказывают: "Во время контакта воздуха с раскаленной докрасна спиралью происходит пресловутое сжигание кислорода". Помимо обогревателей, в сжигании кислорода обвиняют и тепловентиляторы.
Горение - это сложный процесс, включающий как физические, так и химические явления. Химически горение представляет собой экзотермическую окислительно-восстановительную реакцию, где топливо реагирует с окислителем (обычно кислородом), в ходе которой образуются новые молекулы (например, CO₂, H₂O) и выделяется тепловая энергия. Физически горение сопровождается переносом массы и энергии, в том числе через диффузию и конвекцию, что влияет на скорость реакции. При нагревании топлива происходит изменение его агрегатного состояния, выделение горючих паров, что облегчает дальнейшее поддержание процесса горения.
Гореть могут вещества, способные окисляться - это преимущественно органические соединения, содержащие углерод и водород, которые при нагревании выделяют горючие пары. Металлы, такие как железо, сами по себе не горят в привычном понимании, но их мелкие частицы (пыль, стружка) могут активно окисляться с выделением тепла. Некоторые материалы имеют температуру горения выше температуры обычного пламени, поэтому при стандартных условиях практически не горят.
Основной окислитель, без которого большинство процессов горения невозможно, - это кислород. При этом в некоторых условиях могут поддерживаться реакции, например, с фтором. Окислитель принимает электроны от топлива, способствуя выделению энергии. Повышение концентрации кислорода снижает температуру и энергию зажигания, ускоряет горение, повышает температуру пламени.
Так как кислород сам по себе окислитель, а не горючее вещество, он не горит самостоятельно. Для возникновения горения необходимы три элемента: источник топлива, кислород (или другой окислитель) и инициирующий источник энергии (огонь, искра). В чистом кислороде без топлива не происходит горения. Под воздействием, например, ультрафиолетового излучения молекула O может преобразовываться в озон (O), но это не будет считаться горением.
При этом существует реакция, называющаяся "горение кислорода", однако на Земле она невозможна. Ядерное горение кислорода - это процесс термоядерного синтеза элементов в звездах с большой массой (обычно более 9-10 солнечных масс), где температура ядра достигает около 2 млрд Кельвинов, а плотность порядка 10 г/см. В теле звезды кислород вступает в реакции с альфа-частицами (гелий-4), образуя более тяжелые элементы, например кремний, серу и аргон. Это этап позднего горения в эволюции массивных звезд перед образованием сверхновой. На Земле воспроизведение таких условий невозможно, так как для поддержания ядерного синтеза кислорода необходимы экстремальные температуры и плотности.
Хотя формулировка "сгорание кислорода" и не антинаучна, к обогревателю она отношения иметь не может. А уж представить себе, что бытовой обогреватель может создать в комнате условия, в которых формируются сверхновые, - невозможно.
Бытовые обогреватели работают совсем по другим принципам. Если обогреватель конвекционный, то внутри него расположен нагревательный элемент. Через отверстия в нижней части устройства холодный воздух поступает к этому элементу и нагревается. Став легче, он поднимается через отверстия в верхней части конструкции, а на его место поступает новая порция холодного воздуха.
Если же обогреватель работает по принципу инфракрасного излучения, тогда нагревательный элемент создает инфракрасные лучи, которые невидимы, но несут тепловую энергию. Поверхности, предметы и люди способны поглощать эти лучи напрямую, то есть происходит нагревание объектов, а не воздуха вокруг. Однако часть тепла от предметов и поверхностей все равно попадает в воздух уже из-за теплоотдачи самих этих объектов.
Наконец, существуют еще масляные обогреватели - их отличие в том, что нагревательный элемент передает тепло не в воздух, а в специальное минеральное масло, которое обладает высокой теплоемкостью. Поэтому масляный обогреватель продолжает обогревать помещение еще долгое время после отключения его от питания.
Как видно из принципов работы разных обогревателей, ни один из них не поглощает кислород. Вместе с тем существуют способы обогрева помещений, требующие кислорода, например разведенный костер или горящий камин, а также газовые обогреватели. Хотя они не сжигают кислород, он требуется им для поддержания горения. Однако нужно понимать, что расход кислорода в помещении происходит рядом с источником горения, где нагретый обедненный кислородом воздух быстро поднимается вверх и покидает помещение, тем самым обеспечивая приток извне нового свежего воздуха, если, конечно же, речь не идет о полностью герметичных пространствах.
Основная опасность обогревания помещений с помощью открытого горения заключается не в поглощении всего кислорода, а в выделении угарного газа. Именно им можно незаметно отравиться вплоть до летального исхода. Однако угарный газ не выделяют ни конвекционные, ни инфракрасные, ни масляные обогреватели.
Таким образом, сжигание кислорода в условиях Земли в принципе невозможно из-за экстремальных температур и плотностей, необходимых для поддержания реакции. Более того, ни конвекционные, ни инфракрасные, ни масляные обогреватели не потребляют кислород из воздуха. Единственные способы обогрева помещений, которым требуются кислород, построены на реакции горения топлива - это, например, костер или камин.