Все дело в газификации древесины и в хрупкости древесного угля: образующиеся при горении газы разрывают слои обугливающейся древесины.
Упрощенно процесс горения дерева протекает в две стадии: сначала пиролиз древесины, потом сгорание его продуктов. Пиролиз древесины (сухая перегонка древесины) — разложение древесины при нагреве её до 450 °C без доступа воздуха с образованием газообразных и жидких (в т.ч. древесной смолы) продуктов, а также твердого остатка — древесного угля.
Примерно четверть продуктов сразу выделяется в газовой форме — неконденсирующиеся газы, включают в себя: диоксид (45–55% по объему) и оксид (28–32%) углерода, водород (1–2%), метан (8–21%) и др. углеводороды (1,5–3,0%).
Состав неконденсирующихся газов зависит от конечной температуры пиролиза, скорости и способа нагрева (с внутренней или наружной циркуляцией теплоносителя — обычно топочных газов, получаемых при сжигании топлива и неконденсирующихся газов).
Еще половина массы древесины сначала дает жидкость, состоящую из воды и разной горючей органики (уксусной кислоты, спиртов и других соединений). При нормальном горении в костре или печке эти жидкости незаметны, поскольку мгновенно испаряются. (Приглядевшись внимательно к горящей спичке, можно заметить крошечную капельку жидкости, которая появляется перед самым краем распространяющегося по дереву пламени.)
Остальная масса образует древесный уголь, состоящий на 80–90% из углерода. Он очень пористый и тлеет за счёт окисления проникающим в поры кислородом.
Когда полено горит с поверхности, то его внутренние слои прогреваются, и там запускается пиролиз. Образующиеся газы накапливаются между слоями древесины и разрывают их с громким треском, когда толщина внешнего слоя сокращается из-за прогорания, а давление под ним возрастает из-за нагрева.
А еще дрова постоянно слегка потрескивают из-за того, что древесина усыхает под действием жара и деформируется, вызывая растрескивание очень хрупкого угля, возникшего на поленьях при пиролизе.
Источники информации:
- vokrugsveta.ru — журнал «Вокруг света»: почему дрова в огне трещат;
- xumuk.ru — сайт о химии «ХиМиК.ру»: пиролиз древесины.