Spalanie jest szybkim chemicznym procesem utleniania, któremu towarzyszy niskie uwalnianie energii w postaci ciepła i światła. Aby ten proces miał miejsce, konieczna jest obecność paliwa, utleniacza i ciepła. Materiał, który jest zdolny do spalania i łączy się z tlenem, nazywany jest paliwem. Podczas zwykłego spalania paliwo jest substancją złożoną, taką jak węglowodory (ropa naftowa, benzyna, nafta, parafina itp.). Tlen, pierwiastek niezbędny do zachodzenia i kontynuowania procesu utleniania, jest znany jako utleniacz.
Co to jest spalanie
Spis treści
Spalanie definiuje się jako szybką reakcję chemiczną utleniania, której towarzyszy niewielkie wydzielanie energii w postaci ciepła i światła. Aby ten proces miał miejsce, konieczna jest obecność paliwa, utleniacza i ciepła.
Każda substancja zdolna do spalania w określonych warunkach nazywana jest spalaniem. Jak również wszelkie materiały, które mogą się palić lub ulegać szybkiemu utlenianiu.
Rodzaje spalania
Reakcja wywołana przez składniki spalania; materiał palny i utleniacz ujawnia się w trzech typach reakcji, które są następujące:
Całkowite spalanie
To spalanie zachodzi, gdy materiał palny jest całkowicie utleniony i zużyty, a następnie powstają inne związki utlenione, takie jak dwutlenek siarki, dwutlenek węgla lub para wodna.
Spalanie stechiometryczne
Tak nazywa się całkowite spalenia, które zachodzą, gdy metan przekształca się w CO2 i H2O, wykorzystują one odpowiednią ilość tlenu do swojej reakcji i generalnie zachodzą tylko w kontrolowanym środowisku laboratoryjnym, przy użyciu wymaganych przyrządów. Na przykład w przypadku metanu w proszku używa się łyżki do spalania.
Niecałkowite spalanie
To takie, w których z gazów spalinowych powstają związki w połowie utlenione (zwane także niespalonymi), takie jak tlenek węgla (CO), wodór, cząsteczki węgla itp.
Proces spalania
Paliwo musi osiągnąć minimalną temperaturę, aby mogło się spalić, nazywaną temperaturą zapłonu lub zapłonu. Materiały palne mają niską temperaturę zapalną i łatwo ulegają spaleniu.
Jeśli węgiel lub siarka spalane są w równych ilościach, można zauważyć, że energia cieplna uwalniana przez węgiel jest większa niż energia cieplna uwalniana przez siarkę. Oznacza to, że spalane paliwa nie wydzielają równych ilości ciepła. Są takie, które wydzielają dużo energii cieplnej, a inne mniej ciepła.
W wyniku procesu otrzymuje się produkty spalania. Zależą one od rodzaju paliwa, ale generalnie wytwarzana jest para wodna, dwutlenek węgla i węgiel. Fakt, że podczas spalania paliwa uwalniane są znaczne ilości energii, nadaje tym materiałom szczególne znaczenie, ponieważ można je wykorzystać do naszego użytku.
Przemysł, fabryki i elektrownie wykorzystują spalanie do pozyskiwania energii potrzebnej do funkcjonowania. Obecnie węglowodory zajmują pierwsze miejsce wśród źródeł energii.
Produkty spalania
Palić
Składa się z cząstek stałych i płynnych zawieszonych w powietrzu. O rozmiarach od 0,005 do 0,01 milimikronów. Ma to działanie drażniące na błonę śluzową.
Dym jest praktycznie pierwszym czynnikiem ryzyka rozwoju pożaru, zanim poczujesz efekt podwyższenia temperatury. Są więc:
- Biały dym: spalanie produktów roślinnych, pasz, paszy itp.
- Żółty dym: chemikalia zawierające siarkę, paliwa zawierające kwas solny i azotowy.
- Szary dym: związki celulozowe, włókna sztuczne itp.
- Jasnoczarny dym: guma.
- Ciemny czarny dym: olej, włókna akrylowe itp.
Podobnie dym będzie mieszał się z toksycznymi gazami, które będą zmieniać jego kolor:
- Biały dym: swobodnie się pali.
- Płomień: temperatura zmienia się w zależności od czynników, takich jak rodzaj paliwa i stężenie utleniacza.
- Ciepło: Ciepło jest trudną formą energii, która podnosi temperaturę.
Przykłady spalania
Świeca woskowana: na początku reakcja chemiczna zachodzi tylko w świeczniku. Jednak gdy płomień dotrze do wosku, reakcja zachodzi również w wosku.
Spalanie drewna: Węglowodory w drewnie łączą się z tlenem, tworząc wodę i dwutlenek węgla. Jest to bardzo energiczna reakcja, więc generuje duże ilości ciepła i światła, aby uwolnić tę energię.
Zapalona zapałka: Kiedy zapałka jest pocierana o lekko chropowatą powierzchnię, tarcie wytwarza takie ciepło w główce zapałki (składające się z fosforu i siarki), że wytwarza płomień. Jest to niekompletna reakcja, ponieważ pozostają ślady woskowanego papieru fosforowego.
Spalanie węgla: spalanie węgla reaguje i przekształca się z ciała stałego w gaz. W tej reakcji energia jest uwalniana w postaci ciepła.
Fajerwerki: gdy zapalają fajerwerki, ciepło powoduje, że zawarte w nim chemikalia reagują z tlenem w atmosferze, wytwarzając ciepło i światło. Można powiedzieć, że jest to reakcja niepełna.
Ognisko: Ogniska to przykłady typu reakcji zachodzącej między suchymi liśćmi, papierem, drewnem opałowym lub jakimkolwiek innym węglowodorem a ładunkiem energii kalorycznej (takiej jak zapalona zapałka lub iskra generowana przez kamienie).
Kuchenka gazowa - Kuchenka gazowa działa na propan i butan. Te dwa gazy w kontakcie z początkowym ładunkiem energii cieplnej (na przykład luminoforem) palą się. Jest to reakcja całkowita, ponieważ nie generuje odpadów, tutaj może powodować samozapalenie.
Leśne pożary: leśne pożary są przykładami niekontrolowanej reakcji. Podobnie jak w przypadku drewna opałowego, są one niekompletnymi reakcjami, ponieważ pozostawiają pozostałości.
Silne zasady i materia organiczna: tak jak w przypadku tych materiałów, takich jak soda kaustyczna, reaguje w kontakcie z materią organiczną.
Pożary: Pożary to spontaniczne płomienie powstające na bagnach o dużej zawartości rozkładającej się materii organicznej.
Paliwa w silnikach: silnik spalinowy jest stosowany w samochodach, które przewożą węglowodory, aby mogły funkcjonować w komorze spalania, przy czym benzyna jest jednym z głównych składników reakcji wewnętrznej.
Spalanie metanolu: Znany również jako alkohol metylowy, jest przykładem doskonałej reakcji, ponieważ wytwarza tylko wodę i dwutlenek węgla.
Spalanie metalicznego magnezu: jest to przykład reakcji, w której nie uwalnia się ani woda, ani dwutlenek węgla. W tym przypadku produktem jest tlenek magnezu. Jest to spalanie niepełne, ponieważ wytwarza tlenek magnezu.
Materiały wybuchowe - materiały wybuchowe, takie jak proch strzelniczy i nitrogliceryna, powodują reakcję spalania i trwają milisekundy. Należy zauważyć, że istnieją słabe i mocne materiały wybuchowe.
Gunpowder - Gunpowder to słaby materiał wybuchowy. W przypadku słabych materiałów wybuchowych należy je umieszczać w ograniczonych przestrzeniach (takich jak pomieszczenie z bronią), aby działały.
Obrazy spalania
Następnie pokażemy kilka obrazów spalania i różne wyniki uzyskane w każdym z nich:
Często zadawane pytania dotyczące spalania
Jak zachodzi spalanie?
Zachodzi w wyniku gwałtownej reakcji chemicznej utleniania, której towarzyszy niewielkie wydzielanie energii w postaci ciepła i światła. Aby ten proces miał miejsce, konieczna jest obecność paliwa, utleniacza i ciepła.
Do czego służy spalanie?
Jest szeroko stosowany w urządzeniach pomagających przemieszczać ludzi z jednego miejsca w drugie (samochody, autobusy, samoloty, łodzie itp.). W ten sam sposób jest również używany w domach, spełniając wiele funkcji, np. W kuchenkach gazowych lub kuchenkach benzynowych do gotowania żywności, w świecach, które są czasami używane do zapalania itp.
Co to jest spalanie na żywo?
To takie, które zużywają paliwo w najbardziej gwałtowny sposób i oprócz dużej ilości ciepła generują światło. Na przykład zapalona świeca, zapałka lub ogień.
Co jest potrzebne, aby doszło do spalania?
Do wywołania reakcji chemicznej potrzebne jest paliwo, utleniacz i osiągnięcie tzw. Temperatury zapłonu, czyli potrzebny jest pierwiastek spalający się (paliwo) i inny wywołujący reakcję (utleniacz) i ogólnie tlen w postaci gazowego O2.
Jakie są reakcje spalania?
Reakcja chemiczna uwalnia dużą ilość energii w postaci ciepła (energii cieplnej), co w konsekwencji prowadzi do rozszerzania się gazów (dwutlenku węgla i pary wodnej) tworząc płomień będący żarzącą się masą gazową odbijającą ciepło i światło oraz jest w kontakcie z substancją palną.
