Узнаем как протекает реакция горения

Горением называется реакция окисления, протекающая с высокой скоростью, которая сопровождается выделением тепла в большом количестве и, как правило, ярким свечением, которое мы называем пламенем. Процесс горения изучает физическая химия, в которой к горению принято относить все экзотермические процессы, имеющие самоускоряющуюся реакцию. Такое самоускорение может происходить из-за повышения температуры (т. е. иметь тепловой механизм) или накопления активных частиц (иметь диффузионную природу).

Реакция горения имеет наглядную особенность - наличие высокотемпературной области (пламени), ограниченной пространственно, где и происходит большая часть преобразования исходных веществ (топлива) в продукты сгорания. Данный процесс сопровождается выбросом большого количества тепловой энергии. Для начала реакции (появления пламени) требуется затратить некоторое количество энергии на поджигание, затем процесс идет самопроизвольно. Его скорость зависит от химических свойств веществ, участвующих в реакции, а также от газодинамических процессов при сгорании. Реакция горения имеет определенные характеристики, важнейшие из которых - теплотворная способность смеси и та температура (называемая адиабатической), которая теоретически могла бы достигаться при полном сгорании без учета теплопотерь.


По агрегатному состоянию окислителя и горючего процесс сгорания может быть отнесен к одному из трех типов. Реакция горения может быть:

- гомогенной, если горючее и окислитель (предварительно смешанные) находятся в газообразном состоянии,

- гетерогенной, при которой твердое или жидкое горючее вступает во взаимодействие с газообразным окислителем,

- реакцией горения порохов и взрывчатых веществ.

Гомогенное горение является наиболее простым, имеет постоянную скорость, зависящую от состава и молекулярной теплопроводности смеси, температуры и давления.

Гетерогенное горение наиболее распространено как в природе, так и в искусственных условиях. Скорость его зависит от конкретных условий процесса сжигания и от физических характеристик ингредиентов. У жидких горючих на скорость сгорания большое влияние оказывает скорость испарения, у твердых - скорость газификации. Например, при сгорании угля процесс образует две стадии. На первой из них (в случае сравнительно медленного нагрева) выделяются летучие компоненты вещества (угля), на второй догорает коксовый остаток.


Горение газов (например, горение этана) имеет свои особенности. В газовой среде пламя может распространяться на обширное расстояние. Оно может двигаться по газу с дозвуковой скоростью, причем данное свойство присуще не только газовой среде, но и мелкодисперсной смеси жидких и твердых горючих частиц, смешанной с окислителем. Для обеспечения устойчивого горения в таких случаях требуется специальная конструкция устройства топки.

Последствия, которые вызывает реакция горения в газовой среде, бывают двух видов. Первый - это турбулизация газового потока, приводящая к резкому увеличению скорости процесса. Возникающие при этом акустические возмущения потока могут привести к следующей стадии - зарождению ударной волны, ведущей к детонации смеси. Переход горения в стадию детонации зависит не только от собственных свойств газа, но и от размеров системы и параметров распространения.

Сгорание топлива используется в технике и промышленности. Основной задачей при этом является достижение максимальной полноты сгорания (т. е. оптимизация тепловыделения) за заданный промежуток. Используется горение, например, в горном деле - методы разработки различных полезных ископаемых основаны на использовании горючего процесса. Но в определенных природных и геологических условиях явление горения может стать фактором, несущим серьезную опасность. Реальную опасность, например, представляет процесс самовозгорания торфа, приводящий к возникновению эндогенных пожаров.

Пламя: строение, описание, схема, температура
В процессе горения образуется пламя, строение которого обусловлено реагирующими веществами. Его структура поделена на области в зависимости от температурных показателей.
далее
Химические свойства алкинов. Строение, получение, использование
Что такое алкины? Какими физическими и химическими свойствами они обладают? Где применяются? Какие существуют способы их получения?
далее
Варианты и способы прекращения горения и огнетушащие средства
При возникновении пожара его нужно срочно тушить. Сейчас есть различные способы прекращения горения, которые быстро справляются с огнем.
далее
Узнаем как составить уравнение химической реакции: примеры
Поговорим о том, что собой представляет химическая реакция, как правильно описать протекающий процесс, используя химические знаки, индексы, коэффициенты.
далее
Температура горения угля. Виды угля. Удельная теплота сгорания каменного угля
От того, какой вид топлива выбран, зависит выделяемое при его сгорании количество теплоты. Выясним особенности разных видов топлива, выявим лучший вариант для применения.
далее
Температура горения угля. Виды угля. Удельная теплота сгорания каменного угля
Фараоновы змеи: занимательная химия. Как изготовить фараоновых змей в домашних условиях?
Для многих уроки химии являются настоящим мучением. А ведь если хоть немного разбираться в ней, то можно проводить занимательные опыты и получать от этого удовольствие. Да и учителям не помешает заинтересовать своих учеников. Для этого отлично подойдут так называемые фараоновы змеи.
далее
Фараоновы змеи: занимательная химия. Как изготовить фараоновых змей в домашних условиях?
Ацетилен: использование в медицине, промышленности
В промышленности очень востребован ацетилен. Применение он находит в процессе получения продуктов органического синтеза. Это синтетический каучук, пластмассы, растворители, уксусная кислота и т. д.
далее
Ацетилен: использование в медицине, промышленности
Общие свойства этилена и его применение
Этилен является простейшим из органических соединений, известных как алкены. Это бесцветный горючий газ, имеющий сладковатый вкус и запах.
далее
Общие свойства этилена и его применение