Spaľovanie je rýchly oxidačný chemický proces, ktorý je sprevádzaný uvoľňovaním nízkej energie vo forme tepla a svetla. Na uskutočnenie tohto procesu je nevyhnutná prítomnosť paliva, oxidačného činidla a tepla. Materiál, ktorý je schopný horieť a kombinuje sa s kyslíkom, sa nazýva palivo. Pri bežnom spaľovaní je palivom zložená látka, napríklad uhľovodíky (ropný plyn, benzín, petrolej, parafín atď.). Kyslík, nevyhnutný prvok pre prebiehajúci a pokračujúci oxidačný proces, je známy ako oxidačné činidlo.
Čo je spaľovanie
Obsah
Spaľovanie je definované ako rýchla oxidačná chemická reakcia, ktorá je sprevádzaná nízkym uvoľňovaním energie vo forme tepla a svetla. Na uskutočnenie tohto procesu je nevyhnutná prítomnosť paliva, oxidačného činidla a tepla.
Akákoľvek látka, ktorá je za určitých podmienok schopná horieť, sa nazýva spaľovanie. Rovnako ako všetky látky, ktoré môžu horieť alebo podliehať rýchlej oxidácii.
Druhy spaľovania
Reakcia vytvorená zložkami spaľovania; horľavý materiál a okysličovadlo, sa popisuje v troch typoch reakcií, ktorými sú:
Úplné spaľovanie
Toto spaľovanie reaguje, keď je horľavý materiál úplne oxidovaný a spotrebovaný. Potom sa vedľajšie produkty okysličené oxidom uhličitým, oxidom uhličitým alebo vodnou parou.
Stechiometrické spaľovanie
Toto je názov pre úplné spaľovanie, ku ktorému dochádza pri transformácii metánu na CO2 a H2O. Na svoju reakciu používajú správne množstvo kyslíka a spravidla sa vyskytujú iba v kontrolovanom prostredí laboratória za použitia požadovaných prístrojov. Napríklad v prípade práškového metánu sa používa spaľovacia lyžica.
Nedokončené spaľovanie
Sú to tie, v ktorých sa objavujú polooxidované zlúčeniny (nazývané tiež nespálené) zo spaľovacích plynov, ako je oxid uhoľnatý (CO), vodík, častice uhlíka atď.
Proces spaľovania
Palivo musí dosiahnuť minimálnu teplotu, aby mohlo horieť, táto teplota sa nazýva bod vznietenia alebo bod vzplanutia. Horľavé materiály majú nízku teplotu a sú ľahko zápalné.
Ak sa uhlie alebo síra spaľujú v rovnakom množstve, bude možné pozorovať, že tepelná energia uvoľnená z uhlia je vyššia ako tepelná energia uvoľnená sírou. To znamená, že palivá pri spaľovaní nevydávajú rovnaké množstvo tepla. Existujú niektoré, ktoré vydávajú veľa tepelnej energie, zatiaľ čo iné menej tepla.
V dôsledku tohto procesu sa získavajú produkty spaľovania. Závisia to od povahy paliva, ale spravidla sa vytvárajú vodné pary, oxid uhličitý a uhlík. Skutočnosť, že sa pri spaľovaní paliva uvoľňuje značné množstvo energie, dáva týmto materiálom osobitný význam, pretože sa dajú použiť pre naše účely.
Priemyselné podniky, továrne a závody na výrobu elektriny využívajú spaľovanie na odvod energie potrebnej na fungovanie. Uhľovodíky v súčasnosti zaujímajú prvé miesto medzi zdrojmi energie.
Spaľovacie produkty
Dym
Skladá sa z pevných a kvapalných častíc suspendovaných vo vzduchu. S veľkosťami medzi 0,005 a 0,01 milimikrónov. To má dráždivé účinky na sliznicu.
Dym je prakticky prvým rizikovým faktorom pri vzniku požiaru, skôr ako pocítite vplyv zvýšenia teploty. Potom existujú:
- Biely dym: spaľovanie rastlinných produktov, krmiva, krmiva atď.
- Žltý dym: chemikálie, ktoré obsahujú síru, palivá, ktoré obsahujú kyselinu chlorovodíkovú a dusičnú.
- Šedý dym: celulózové zlúčeniny, umelé vlákna atď.
- Svetlo čierny dym: guma.
- Tmavočierny dym: olej, akrylové vlákna atď.
Rovnako sa dym zmieša s toxickými plynmi, ktoré upravia jeho farbu:
- Biely dym: horí voľne.
- Plameň: teplota sa líši v závislosti od faktorov, ako sú typ paliva a koncentrácia oxidačného činidla.
- Teplo: Teplo je ťažká forma energie, ktorá zvýši teplotu.
Príklady spaľovania
Voskovaná sviečka: najskôr dôjde k chemickej reakcii iba na svietniku. Len čo sa plameň dostane do vosku, dôjde tiež k reakcii vo vosku.
Spaľovanie dreva - Uhľovodíky v dreve sa kombinujú s kyslíkom a vytvárajú vodu a oxid uhličitý. Jedná sa o veľmi energetickú reakciu, takže vytvára veľké množstvo tepla a svetla na uvoľnenie tejto energie.
Zapálená zápalka: Keď sa zápalka trení o mierne drsný povrch, trenie generuje v hlave zápalky (pozostávajúce z fosforu a síry) také teplo, že vytvára plameň. Toto je neúplná reakcia, pretože zo zvyškového voskového papiera zostali zvyšky.
Spaľovanie uhlia: pri spaľovaní uhlia reaguje a mení sa z tuhej látky na plyn. Pri tejto reakcii sa energia uvoľňuje vo forme tepla.
Zábavná pyrotechnika: keď sa zapáli zábavná pyrotechnika, teplo spôsobí, že chemikálie v nej reagujú s kyslíkom v atmosfére na teplo a svetlo. Dá sa povedať, že ide o neúplnú reakciu.
Táborák: Oheň je príkladom typu reakcie, ktorá sa vyskytuje medzi suchým lístím, papierom, palivovým drevom alebo iným uhľovodíkom a množstvom kalorickej energie (napríklad zapálenou zápalkou alebo iskrou vytváranou kameňmi).
Plynový sporák - Plynové sporáky fungujú na propán a bután. Tieto dva plyny pri kontakte s počiatočným nábojom tepelnej energie (napríklad fosforom) horia. Je to úplná reakcia, pretože pri nej nevzniká odpad, tu môže spôsobiť samovznietenie.
Lesné požiare: Lesné požiare sú príkladom nekontrolovaných reakcií. Rovnako ako v prípade palivového dreva, ide o neúplné reakcie, pretože zanechávajú zvyšky.
Silné zásady a organické látky: pokiaľ ide o tieto materiály, ako je lúh sodný, reaguje pri kontakte s organickými látkami.
Požiare: Požiare sú spontánne plamene, ktoré sa vytvárajú v močiaroch s vysokým obsahom rozkladajúcich sa organických látok.
Palivá v motoroch: spaľovací motor sa používa v automobiloch, ktoré nesú uhľovodíky, aby boli schopné pracovať v spaľovacej komore, pričom benzín je jednou z hlavných zložiek vnútornej reakcie.
Spaľovanie metanolu: Je známy tiež ako metylalkohol, je príkladom dokonalej reakcie, pretože pri nej nevzniká nič iné ako voda a oxid uhličitý.
Spaľovanie kovového horčíka: Toto je príklad reakcie, pri ktorej sa neuvoľňuje voda ani oxid uhličitý. V tomto prípade je produktom oxid horečnatý. Jedná sa o nedokonalé spaľovanie, pretože produkuje oxid horečnatý.
Výbušniny - výbušniny, ako napríklad strelný prach a nitroglycerín, vytvárajú spaľovaciu reakciu a vyskytujú sa v milisekundách. Je potrebné poznamenať, že existujú slabé a silné výbušniny.
Strelný prach - strelný prach je slabá výbušnina. V prípade slabých výbušnín musia byť umiestnené v obmedzených priestoroch (napríklad v zbrojárni), aby fungovali.
Spaľovacie obrázky
Ďalej vám ukážeme niekoľko obrázkov spaľovania a rôzne výsledky získané v každom z nich:
Často kladené otázky o spaľovaní
Ako dochádza k horeniu?
Nastáva rýchlou oxidačnou chemickou reakciou, ktorá je sprevádzaná nízkym uvoľňovaním energie vo forme tepla a svetla. Na uskutočnenie tohto procesu je nevyhnutná prítomnosť paliva, oxidačného činidla a tepla.
Na čo slúži spaľovanie?
Je široko používaný v zariadeniach, ktoré pomáhajú presúvať ľudí z jedného miesta na druhé (autá, autobusy, lietadlá, člny atď.). Rovnakým spôsobom sa tiež používa v domácnostiach na plnenie viacerých funkcií, napríklad v plynových sporákoch alebo v benzínových sporákoch na varenie jedál, vo sviečkach, ktoré sa niekedy používajú na zapálenie atď.
Čo je to živé spaľovanie?
Sú to tie, ktoré spotrebúvajú palivo najnásilnejším spôsobom a okrem vysokej rýchlosti tepla vytvárajú svetlo. Napríklad zapálená sviečka, zápalka alebo oheň.
Čo je potrebné na to, aby došlo k horeniu?
Na výrobu chemickej reakcie potrebujete palivo, oxidant a dosiahnuť takzvanú teplotu vznietenia, to znamená, že potrebujete prvok, ktorý horí (palivo), a ďalší, ktorý produkuje reakciu (oxidant), a všeobecne kyslík vo forme plynného O2.
Aké sú reakcie horenia?
Chemická reakcia uvoľňuje veľké množstvo energie vo forme tepla (tepelná energia), čo následne vedie k expanzii plynov (oxid uhličitý a vodná para) a vytvára plameň, ktorý je žiarovou plynnou hmotou odrážajúcou teplo a svetlo a je v kontakte s horľavou látkou.
