Zgorevanje je hiter oksidacijski kemični proces, ki ga spremlja sproščanje nizke energije v obliki toplote in svetlobe. Za ta postopek je potrebna prisotnost goriva, oksidanta in toplote. Material, ki je sposoben goreti in se kombinira s kisikom, je znan kot gorivo. Pri običajnem zgorevanju je gorivo sestavljena snov, kot so ogljikovodiki (zemeljski plin, bencin, kerozin, parafin itd.). Kisik, ki je bistven element za oksidacijski proces in se nadaljuje, je znan kot oksidant.
Kaj je zgorevanje
Kazalo
Zgorevanje je opredeljeno kot hitra oksidacijska kemična reakcija, ki jo spremlja nizko sproščanje energije v obliki toplote in svetlobe. Za ta postopek je potrebna prisotnost goriva, oksidanta in toplote.
Vsaka snov, ki lahko gori pod določenimi pogoji, se imenuje zgorevanje. Pa tudi vse snovi, ki lahko gorijo ali hitro oksidirajo.
Vrste zgorevanja
Reakcija, ki jo ustvarjajo komponente zgorevanja; gorljivi material in oksidant se razkrijejo v treh vrstah reakcij, in sicer:
Popolno zgorevanje
To zgorevanje reagira, ko je vnetljiv material popolnoma oksidiran in porabljen, nato pa nastanejo stranske druge kisikove spojine, kot so žveplov dioksid, ogljikov dioksid ali vodna para.
Stehiometrično zgorevanje
Tako se imenujejo popolna zgorevanja, ki nastanejo, ko se metan pretvori v CO2 in H2O, za njihovo reakcijo se uporabijo pravilne količine kisika in ki se običajno pojavijo samo v nadzorovanem okolju laboratorija, pri čemer se uporabljajo potrebni instrumenti. Na primer, v primeru metana v prahu se uporablja žlica za zgorevanje.
Nepopolno zgorevanje
To so tiste, pri katerih se iz zgorevalnih plinov pojavijo napol oksidirane spojine (imenovane tudi nezgorele), kot so ogljikov monoksid (CO), vodik, delci ogljika itd.
Proces zgorevanja
Gorivo mora doseči minimalno temperaturo, da lahko zgore, ta temperatura je tako imenovana točka vžiga ali plamenišče. Gorljivi materiali imajo temperaturo nizko vnetje in se zlahka vžgejo.
Če se premog ali žveplo sežgeta v enakih količinah, bo opaziti, da je toplotna energija, ki jo sprošča premog, večja od tiste, ki jo sprošča žveplo. To pomeni, da goriva pri izgorevanju ne oddajajo enake količine toplote. Nekateri oddajajo veliko toplotne energije, drugi pa manj toplote.
Kot rezultat postopka dobimo produkte zgorevanja. Ti so odvisni od narave goriva, toda na splošno nastajajo vodna para, ogljikov dioksid in ogljik. Dejstvo, da se pri izgorevanju goriva sproščajo znatne količine energije, daje tem materialom še posebej velik pomen, saj jih lahko uporabimo za svojo uporabo.
Industrije, tovarne in obrati za proizvodnjo električne energije z zgorevanjem pridobivajo energijo, potrebno za delovanje. Trenutno ogljikovodiki zasedajo prvo mesto med viri energije.
Produkti zgorevanja
Dim
Sestavljen je iz trdnih in tekočih delcev, suspendiranih v zraku. Z velikostmi med 0,005 in 0,01 milimikrona. To draži učinke na sluznico.
Dim je praktično prvi dejavnik tveganja pri nastanku požara, preden začutite učinek zvišanja temperature. Potem obstajajo:
- Beli dim: zgorevanje rastlinskih proizvodov, krme, krme itd.
- Rumeni dim: kemikalije, ki vsebujejo žveplo, goriva, ki vsebujejo klorovodikovo in dušikovo kislino.
- Sivi dim: celulozne spojine, umetna vlakna itd.
- Svetlo črn dim: guma.
- Temno črni dim: olje, akrilna vlakna itd.
Prav tako se bo dim mešal s strupenimi plini, ki bodo spremenili njegovo barvo:
- Bel dim: prosto gori.
- Plamen: temperatura se spreminja glede na dejavnike, kot sta vrsta goriva in koncentracija oksidanta.
- Vročina: Toplota je težka oblika energije, ki bo zvišala temperaturo.
Primeri zgorevanja
Voščena sveča: kemijska reakcija se najprej pojavi samo v svečniku. Ko pa plamen doseže vosek, pride do reakcije tudi v vosku.
Lesno kurjenje - Ogljikovodiki v lesu se skupaj s kisikom tvorijo voda in ogljikov dioksid. To je zelo energična reakcija, zato ustvarja velike količine toplote in svetlobe, da sprosti to energijo.
Prižgana vžigalica: Ko se vžigalica podrgne ob rahlo hrapavo površino, trenje ustvari tako toploto v glavi vžigalice (sestavljeno iz fosforja in žvepla), da povzroči plamen. To je nepopolna reakcija, ker ostane vosek papirja vžigalic.
Gorenje premoga: pri izgorevanju premoga reagira in se iz trdne snovi spremeni v plin. Pri tej reakciji se energija sprosti v obliki toplote.
Ognjemet: ko prižge ognjemet, vročina povzroči, da kemikalije v njem reagirajo s kisikom v ozračju, da proizvedejo toploto in svetlobo. Lahko rečemo, da gre za nepopolno reakcijo.
Taborni ogenj: taborni ogenj so primeri vrste reakcije, ki se pojavi med suhimi listi, papirjem, drvmi ali drugimi ogljikovodiki in obremenitvijo kalorične energije (na primer prižgana vžigalica ali iskra, ki jo ustvarijo kamni).
Plinska peč - Plinske peči delujejo na propan in butan. Ta dva plina, ko prideta v stik z začetnim nabojem toplotne energije (na primer fosfor), zgorevata. To je popolna reakcija, saj ne ustvarja odpadkov, tu lahko povzroči samogorevanje.
Gozdni požari: Gozdni požari so primeri nenadzorovanih reakcij. Tako kot pri drvih so tudi reakcije nepopolne, ker puščajo ostanke.
Močne baze in organske snovi: glede teh materialov, kot je kavstična soda, reagira, ko pride v stik z organskimi snovmi.
Wisps: Wisps so spontani plameni, ki nastajajo v močvirjih z visoko vsebnostjo razpadajočih organskih snovi.
Goriva v motorjih: motor z notranjim zgorevanjem se uporablja v avtomobilih, ki prevažajo ogljikovodike, da lahko delujejo v zgorevalni komori, pri čemer je bencin eden glavnih sestavnih delov notranje reakcije.
Zgorevanje metanola: Znan tudi kot metilni alkohol, je primer popolne reakcije, ker ne ustvarja ničesar drugega kot vodo in ogljikov dioksid.
Izgorevanje kovinskega magnezija: To je primer reakcije, pri kateri se ne sprošča ne voda ne ogljikov dioksid. V tem primeru je izdelek magnezijev oksid. Je nepopolno zgorevanje, saj proizvaja magnezijev oksid.
Eksplozivi - Eksplozivi, kot sta smodnik in nitroglicerin, sprožijo reakcijo izgorevanja in se pojavijo v milisekundah. Treba je opozoriti, da obstajajo šibki in močni eksplozivi.
Smodnik - smodnik je šibek eksploziv. V primeru šibkih eksplozivov jih je treba namestiti v zaprte prostore (na primer prostor za orožje), da lahko delujejo.
Slike zgorevanja
Nato vam bomo pokazali nekaj slik izgorevanja in različne rezultate, pridobljene na vsaki od njih:
Pogosta vprašanja o zgorevanju
Kako pride do zgorevanja?
Pojavi se s hitro oksidacijsko kemično reakcijo, ki jo spremlja nizko sproščanje energije v obliki toplote in svetlobe. Za ta postopek je potrebna prisotnost goriva, oksidanta in toplote.
Čemu služi zgorevanje?
Pogosto se uporablja v napravah, ki pomagajo ljudem seliti iz enega kraja v drugega (avtomobili, avtobusi, letala, čolni itd.). Na enak način se uporablja tudi v domovih za izpolnjevanje več funkcij, na primer v plinskih pečeh ali v bencinskih pečeh za kuhanje hrane, v svečah, ki se včasih uporabljajo za prižig itd.
Kaj je zgorevanje v živo?
So tisti, ki gorivo porabijo na najbolj silovit način in poleg visoke stopnje toplote ustvarjajo svetlobo. Na primer prižgana sveča, vžigalica ali ogenj.
Kaj je potrebno za zgorevanje?
Za kemično reakcijo potrebujete gorivo, oksidant in dosežete tako imenovano temperaturo vžiga, to pomeni, da potrebujete element, ki gori (gorivo), in drugega, ki povzroči reakcijo (oksidant) in na splošno kisik v obliki plinastega O2.
Kakšne so reakcije zgorevanja?
Kemična reakcija sprosti veliko količino energije v obliki toplote (toplotne energije), kar posledično vodi do širjenja plinov (ogljikovega dioksida in vodne pare), pri čemer nastane plamen, ki je žarilna plinasta masa, ki odbija toploto in svetloba ter je v stiku z gorljivo snovjo.
