Combustia este un proces chimic de oxidare rapidă care este însoțit de o eliberare redusă de energie sub formă de căldură și lumină. Pentru ca acest proces să aibă loc, este necesară prezența unui combustibil, a unui oxidant și a căldurii. Materialul care poate arde și se combină cu oxigenul este cunoscut sub numele de combustibil. În arderea obișnuită, combustibilul este o substanță compusă, cum ar fi hidrocarburi (gaz petrolier, benzină, kerosen, parafină etc.). Oxigenul, un element esențial pentru ca procesul de oxidare să apară și să continue, este cunoscut sub numele de oxidant.
Ce este Combustion
Cuprins
Arderea este definită ca o reacție chimică de oxidare rapidă, care este însoțită de o eliberare redusă de energie sub formă de căldură și lumină. Pentru ca acest proces să aibă loc, este necesară prezența unui combustibil, a unui oxidant și a căldurii.
Orice substanță capabilă să ardă în anumite condiții se numește combustie. La fel ca orice materie care poate arde sau suferi o oxidare rapidă.
Tipuri de combustie
Reacția creată de componentele combustiei; materialul combustibil și oxidantul sunt descrise în trei tipuri de reacție, care sunt următoarele:
Combustie completă
Această combustie reacționează atunci când materialul combustibil este complet oxidat și consumat, apoi alți compuși oxigenați sunt subproduși, cum ar fi dioxidul de sulf, dioxidul de carbon sau vaporii de apă.
Arderea stoichiometrică
Acesta este numele dat arderilor complete, care apar atunci când metanul este transformat în CO2 și H2O, utilizează cantitățile corecte de oxigen pentru reacția lor și care apar în general numai în mediul controlat al unui laborator, folosind instrumentele necesare. De exemplu, în cazul pulberii de metan, se folosește lingura de ardere.
Arderea incompletă
Este acelea în care compușii pe jumătate oxidați (numiți și necombusti) apar din gazele de ardere, precum monoxidul de carbon (CO), hidrogenul, particulele de carbon etc.
Procesul de ardere
Combustibilul trebuie să atingă o temperatură minimă pentru a arde, această temperatură este așa-numitul punct de aprindere sau punctul de aprindere. Materialele combustibile au o temperatură scăzută a inflamației și intră ușor de ars.
Dacă cărbunele sau sulful sunt arse în cantități egale, se va observa că energia termică degajată de cărbune este mai mare decât cea degajată de sulf. Aceasta înseamnă că combustibilii, atunci când sunt arși, nu degajă cantități egale de căldură. Există unele care degajă multă energie termică, în timp ce altele mai puțin căldură.
Ca rezultat al procesului, se obțin produsele de ardere. Acestea depind de natura combustibilului, dar în general se produc vapori de apă, dioxid de carbon și carbon. Faptul că se eliberează cantități semnificative de energie la arderea combustibilului conferă acestor materiale o importanță deosebită, deoarece acestea pot fi utilizate pentru utilizarea noastră.
Industriile, fabricile și instalațiile de producere a energiei electrice folosesc combustia pentru a obține energia de care au nevoie pentru a funcționa. În prezent, hidrocarburile ocupă primul loc printre sursele de energie.
Produse de ardere
Fum
Este alcătuit din particule solide și lichide suspendate în aer. Cu dimensiuni cuprinse între 0,005 și 0,01 milimicroni. Acest lucru are efecte iritante asupra mucoasei.
Fumul este practic primul factor de risc în dezvoltarea unui incendiu, înainte de a simți efectul creșterii temperaturii. Există apoi:
- Fumul alb: arderea produselor vegetale, furajelor, furajelor etc.
- Fumul galben: substanțe chimice care conțin sulf, combustibili care conțin acid clorhidric și azotic.
- Fumul gri: compuși celulozici, fibre artificiale etc.
- Fumul negru deschis: cauciuc.
- Fumul negru închis: ulei, fibre acrilice etc.
La fel, fumul se va amesteca cu gaze toxice care îi vor modifica culoarea:
- Fumul alb: arde liber.
- Flacără - Temperatura variază în funcție de factori precum tipul de combustibil și concentrația de oxidant.
- Căldură: Căldura este o formă dificilă de energie, care va crește temperatura.
Exemple de combustie
O lumânare cerată: la început, reacția chimică are loc numai în sfeșnic. Cu toate acestea, odată ce flacăra ajunge la ceară, apare și o reacție în ceară.
Arderea lemnului - Hidrocarburile din lemn se combină cu oxigenul pentru a forma apă și dioxid de carbon. Aceasta este o reacție foarte energică, deci generează cantități mari de căldură și lumină pentru a elibera acea energie.
Un chibrit aprins: Când un chibrit este frecat de o suprafață ușor aspră, fricțiunea generează o astfel de căldură în capul de chibrit (format din fosfor și sulf) încât produce o flacără. Aceasta este o reacție incompletă, deoarece există reziduuri din hârtia de ceară de chibrit.
Arderea cărbunelui: atunci când arde cărbune, acesta reacționează și se transformă dintr-un solid în gaz. În această reacție, energia este eliberată sub formă de căldură.
Artificii: atunci când aprinde focul de artificii, căldura provoacă substanțe chimice din ea care reacționează cu oxigenul din atmosferă pentru a produce căldură și lumină. Se poate spune că este o reacție incompletă.
Foc de tabără: Focurile de tabără sunt exemple ale tipului de reacție care apare între frunze uscate, hârtie, lemn de foc sau orice altă hidrocarbură și o încărcătură de energie calorică (cum ar fi un chibrit aprins sau o scânteie generată de pietre).
Soba cu gaz - Soba cu gaz funcționează pe propan și butan. Aceste două gaze, atunci când intră în contact cu o încărcare inițială de energie termică (un fosfor, de exemplu), ard. Este o reacție completă, deoarece nu generează deșeuri, aici poate provoca arderea spontană.
Incendii forestiere: Incendiile forestiere sunt exemple de reacții necontrolate. Ca și în cazul lemnului de foc, acestea sunt reacții incomplete, deoarece lasă reziduuri.
Baze puternice și materie organică: în ceea ce privește aceste materiale, cum ar fi soda caustică, reacționează atunci când intră în contact cu materia organică.
Wisps: Wisps sunt flăcări spontane care sunt generate în mlaștini cu un conținut ridicat de materie organică în descompunere.
Combustibili în motoare: motorul cu ardere internă este utilizat la autoturismele care transportă hidrocarburi pentru a putea funcționa în camera de ardere, benzina fiind una dintre componentele principale pentru ca reacția internă să aibă loc.
Arderea metanolului: De asemenea, cunoscut sub numele de alcool metilic, este un exemplu de reacție perfectă, deoarece nu generează altceva decât apă și dioxid de carbon.
Arderea magneziului metalic: Acesta este un exemplu de reacție în care nu se eliberează nici apă, nici dioxid de carbon. În acest caz, produsul este oxidul de magneziu. Este o combustie incompletă, deoarece produce oxid de magneziu.
Explozivi - Explozivii, cum ar fi praful de pușcă și nitroglicerina, generează reacția de ardere și apar în milisecunde. Trebuie remarcat faptul că există explozivi slabi și puternici.
Praful de pușcă - Praful de pușcă este un exploziv slab. În cazul explozivilor slabi, aceștia trebuie să fie așezați în spații închise (cum ar fi o cameră pentru arme) pentru ca acestea să funcționeze.
Imagini de ardere
În continuare, vă vom arăta câteva imagini de ardere și diferitele rezultate obținute în fiecare dintre ele:
Întrebări frecvente despre combustie
Cum are loc arderea?
Apare printr-o reacție chimică de oxidare rapidă care este însoțită de o eliberare redusă de energie sub formă de căldură și lumină. Pentru ca acest proces să aibă loc, este necesară prezența unui combustibil, a unui oxidant și a căldurii.
Pentru ce este arderea?
Este utilizat pe scară largă în dispozitivele care ajută la mutarea oamenilor dintr-un loc în altul (mașini, autobuze, avioane, bărci etc.). În același mod, este folosit și în case pentru a îndeplini mai multe funcții, cum ar fi în sobele pe gaz sau în cuptoarele pe benzină pentru a găti mâncarea, în lumânările care sunt uneori folosite pentru aprinderea etc.
Ce este arderea vie?
Sunt cei care consumă combustibil în cel mai violent mod și, pe lângă o rată ridicată de căldură, generează lumină. De exemplu, o lumânare aprinsă, un chibrit sau un foc.
Ce este necesar pentru a avea loc arderea?
Pentru a produce o reacție chimică, aveți nevoie de un combustibil, un oxidant și să atingeți așa-numita temperatură de aprindere, adică aveți nevoie de un element care arde (combustibil) și de un altul care produce o reacție (oxidant) și, în general, oxigen sub formă de O2 gazos.
Care sunt reacțiile de ardere?
Reacția chimică eliberează o cantitate mare de energie sub formă de căldură (energie termică) care, în consecință, duce la o expansiune a gazelor (dioxid de carbon și vapori de apă) creând o flacără, care este masa gazoasă incandescentă care reflectă căldura și lumină și este în contact cu substanța combustibilă.
