การเผาไหม้คืออะไร? »นิยามและความหมาย

การเผาไหม้เป็นกระบวนการทางเคมีออกซิเดชั่นอย่างรวดเร็วซึ่งมาพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงานต่ำในรูปของความร้อนและแสง เพื่อให้กระบวนการนี้เกิดขึ้นจำเป็นต้องมีเชื้อเพลิงตัวออกซิไดเซอร์และความร้อน วัสดุที่สามารถเผาไหม้และรวมตัวกับออกซิเจนเรียกว่าเชื้อเพลิง ในการเผาไหม้ธรรมดาเชื้อเพลิงเป็นสารผสมเช่นเดียวกับไฮโดรคาร์บอน (ก๊าซปิโตรเลียมน้ำมันเบนซินน้ำมันก๊าดพาราฟิน ฯลฯ) ออกซิเจนซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญสำหรับกระบวนการออกซิเดชั่นที่จะเกิดขึ้นและดำเนินต่อไปเรียกว่าตัวออกซิไดเซอร์

การเผาไหม้คืออะไร

สารบัญ

การเผาไหม้หมายถึงปฏิกิริยาเคมีออกซิเดชั่นอย่างรวดเร็วซึ่งมาพร้อมกับการปล่อยพลังงานต่ำในรูปของความร้อนและแสง เพื่อให้กระบวนการนี้เกิดขึ้นจำเป็นต้องมีเชื้อเพลิงสารออกซิแดนท์และความร้อน

สารใด ๆ ที่สามารถเผาไหม้ได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการเรียกว่าการเผาไหม้ เช่นเดียวกับสารใด ๆ ที่สามารถเผาไหม้หรือเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันอย่างรวดเร็ว

ประเภทของการเผาไหม้

ปฏิกิริยาที่สร้างขึ้นโดยองค์ประกอบของการเผาไหม้; วัสดุที่ติดไฟได้และสารออกซิแดนท์ถูกเปิดเผยในปฏิกิริยาสามประเภทดังต่อไปนี้

การเผาไหม้ที่สมบูรณ์

การเผาไหม้นี้จะทำปฏิกิริยาเมื่อวัสดุที่ติดไฟได้ถูกออกซิไดซ์และถูกใช้อย่างสมบูรณ์จากนั้นสารประกอบที่มีออกซิเจนอื่น ๆ จะเกิดจากการผลิตเช่นซัลเฟอร์ไดออกไซด์คาร์บอนไดออกไซด์หรือไอน้ำ

การเผาไหม้แบบ Stoichiometric

นี่คือชื่อที่กำหนดให้กับการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อมีเทนเปลี่ยนเป็น CO2 และ H2O โดยใช้ออกซิเจนในปริมาณที่ถูกต้องสำหรับปฏิกิริยาและโดยทั่วไปจะเกิดขึ้นเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมของห้องปฏิบัติการโดยใช้เครื่องมือที่จำเป็นเท่านั้น ตัวอย่างเช่นในกรณีของมีเทนผงจะใช้ช้อนเผาไหม้

การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์

มันเป็นผู้ที่อยู่ในที่สารออกซิไดซ์ครึ่งปรากฏ(เรียกว่าเผาไหม้) จากการเผาไหม้ก๊าซเช่นคาร์บอนมอนนอกไซด์ (CO) ไฮโดรเจนอนุภาคคาร์บอน ฯลฯ

กระบวนการเผาไหม้

เชื้อเพลิงต้องถึงอุณหภูมิต่ำสุดเพื่อให้มันเผาไหม้อุณหภูมินี้เรียกว่าจุดติดไฟหรือจุดวาบไฟ วัสดุที่ติดไฟได้มีอุณหภูมิการอักเสบต่ำและเข้าสู่การเผาไหม้ได้ง่าย

หากถ่านหินหรือกำมะถันถูกเผาในปริมาณเท่า ๆ กันจะสังเกตได้ว่าพลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาจากถ่านหินมีค่ามากกว่าที่ปล่อยออกมาโดยกำมะถัน ซึ่งหมายความว่าเชื้อเพลิงเมื่อถูกเผาไหม้อย่าให้ความร้อนในปริมาณที่เท่ากัน มีบางส่วนที่ให้พลังงานความร้อนมากในขณะที่บางชนิดให้ความร้อนน้อยกว่า

อันเป็นผลมาจากการที่ผลิตภัณฑ์ของการเผาไหม้จะได้รับสิ่งเหล่านี้ขึ้นอยู่กับธรรมชาติของเชื้อเพลิง แต่โดยทั่วไปแล้วไอน้ำจะเกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และคาร์บอน ความจริงที่ว่าพลังงานจำนวนมากถูกปลดปล่อยออกมาเมื่อเผาไหม้เชื้อเพลิงทำให้วัสดุเหล่านี้มีความสำคัญเป็นพิเศษเนื่องจากสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้

อุตสาหกรรมโรงงานและโรงงานผลิตไฟฟ้าใช้การเผาไหม้เพื่อให้ได้มาซึ่งพลังงานที่จำเป็นต่อการทำงาน ปัจจุบันไฮโดรคาร์บอนครอบครองสถานที่แรกในแหล่งพลังงาน

ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้

ควัน

ประกอบด้วยอนุภาคของแข็งและของเหลวที่แขวนลอยอยู่ในอากาศ มีขนาดระหว่าง 0.005 ถึง 0.01 มิลลิไมครอน มีผลระคายเคืองต่อเยื่อบุ

ควันเป็นปัจจัยเสี่ยงอันดับแรกในการเกิดเพลิงไหม้ก่อนที่คุณจะรู้สึกถึงผลของการเพิ่มอุณหภูมิ จากนั้นมี:

• ควันขาว: การเผาไหม้ของผลิตภัณฑ์จากพืชอาหารสัตว์อาหารสัตว์ ฯลฯ
• ควันสีเหลือง: สารเคมีที่มีกำมะถันเชื้อเพลิงที่มีกรดไฮโดรคลอริกและกรดไนตริก
• ควันสีเทา: สารประกอบเซลลูโลสเส้นใยประดิษฐ์ ฯลฯ
• ควันไฟสีดำ: ยาง
• ควันดำเข้ม: น้ำมันเส้นใยอะคริลิก ฯลฯ

ในทำนองเดียวกันควันจะผสมกับก๊าซพิษซึ่งจะเปลี่ยนสีของมัน:

• ควันขาว: เผาไหม้ได้อย่างอิสระ
• เปลวไฟ: อุณหภูมิแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆเช่นประเภทของเชื้อเพลิงและความเข้มข้นของสารออกซิแดนท์
• ความร้อน: ความร้อนเป็นพลังงานรูปแบบหนึ่งที่ยากซึ่งจะทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น

ตัวอย่างการเผาไหม้

เทียนแว็กซ์: ในตอนแรกปฏิกิริยาทางเคมีจะเกิดขึ้นในเชิงเทียนเท่านั้น อย่างไรก็ตามเมื่อเปลวไฟไปถึงขี้ผึ้งปฏิกิริยาก็เกิดขึ้นในขี้ผึ้งเช่นกัน

การเผาไม้ - ไฮโดรคาร์บอนในไม้รวมตัวกับออกซิเจนเพื่อสร้างน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ นี่เป็นปฏิกิริยาที่มีพลังมากดังนั้นจึงสร้างความร้อนและแสงจำนวนมากเพื่อปลดปล่อยพลังงานนั้น

การจับคู่ที่มีแสง: เมื่อไม้ขีดถูกับพื้นผิวที่หยาบเล็กน้อยแรงเสียดทานจะสร้างความร้อนดังกล่าวในหัวไม้ขีดไฟ (ประกอบด้วยฟอสฟอรัสและกำมะถัน) ซึ่งจะทำให้เกิดเปลวไฟ นี่เป็นปฏิกิริยาที่ไม่สมบูรณ์เนื่องจากยังคงมีร่องรอยของกระดาษไขฟอสเฟอร์อยู่

การเผาไหม้ถ่านหิน: เมื่อเผาไหม้ถ่านหินจะทำปฏิกิริยาและเปลี่ยนจากของแข็งเป็นก๊าซ ในปฏิกิริยานี้พลังงานจะถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของความร้อน

ดอกไม้ไฟ: เมื่อจุดพลุความร้อนทำให้สารเคมีในนั้นทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในชั้นบรรยากาศเพื่อผลิตความร้อนและแสงสว่าง อาจกล่าวได้ว่าเป็นปฏิกิริยาที่ไม่สมบูรณ์

แคมป์ไฟ: แคมป์ไฟเป็นตัวอย่างของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างใบไม้แห้งกระดาษฟืนหรือไฮโดรคาร์บอนอื่น ๆ และพลังงานแคลอรี่จำนวนมาก (เช่นไม้ขีดหรือประกายไฟที่เกิดจากก้อนหิน)

เตาแก๊ส - เตาก๊าซวิ่งโพรเพนและบิวเทนก๊าซทั้งสองนี้เมื่อสัมผัสกับประจุพลังงานความร้อนเริ่มต้น (เช่นสารเรืองแสง) จะเกิดการเผาไหม้ เป็นปฏิกิริยาที่สมบูรณ์เนื่องจากไม่ก่อให้เกิดของเสียที่นี่อาจทำให้เกิดการเผาไหม้เองได้

ไฟป่า: ไฟป่าเป็นตัวอย่างของปฏิกิริยาที่ไม่สามารถควบคุมได้ เช่นเดียวกับฟืนพวกมันเป็นปฏิกิริยาที่ไม่สมบูรณ์เนื่องจากทิ้งสารตกค้าง

ฐานที่แข็งแกร่งและสารอินทรีย์: เกี่ยวกับวัสดุเหล่านี้เช่นโซดาไฟจะทำปฏิกิริยาเมื่อสัมผัสกับสารอินทรีย์

ไฟป่า: ไฟป่าเป็นเปลวไฟที่เกิดขึ้นเองในหนองน้ำที่มีสารอินทรีย์ย่อยสลายสูง

เชื้อเพลิงในเครื่องยนต์: เครื่องยนต์สันดาปภายในใช้ในรถยนต์ที่มีไฮโดรคาร์บอนเพื่อให้สามารถทำงานภายในห้องเผาไหม้ได้โดยน้ำมันเบนซินเป็นองค์ประกอบหลักอย่างหนึ่งสำหรับปฏิกิริยาภายใน

การเผาไหม้ของเมทานอล: หรือที่เรียกว่าเมทิลแอลกอฮอล์เป็นตัวอย่างของปฏิกิริยาที่สมบูรณ์แบบเนื่องจากไม่สร้างสิ่งอื่นใดนอกจากน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

การเผาไหม้ของแมกนีเซียมโลหะ: นี่คือตัวอย่างของปฏิกิริยาที่ไม่ปล่อยน้ำหรือคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา ในกรณีนี้ผลิตภัณฑ์คือแมกนีเซียมออกไซด์ เป็นการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์เนื่องจากผลิตแมกนีเซียมออกไซด์

วัตถุระเบิด - วัตถุระเบิดเช่นดินปืนและไนโตรกลีเซอรีนสร้างปฏิกิริยาการเผาไหม้และเกิดขึ้นในหน่วยมิลลิวินาที ควรสังเกตว่ามีวัตถุระเบิดที่อ่อนแอและแข็งแรง

ดินปืน - ดินปืนเป็นวัตถุระเบิดที่อ่อนแอ ในกรณีของวัตถุระเบิดที่อ่อนแอต้องวางไว้ในพื้นที่ จำกัด (เช่นห้องเก็บปืน) เพื่อให้สามารถใช้งานได้

ภาพการเผาไหม้

ต่อไปเราจะแสดงภาพการเผาไหม้และผลลัพธ์ที่แตกต่างกันที่ได้รับจากแต่ละภาพ:

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการเผาไหม้

การเผาไหม้เกิดขึ้นได้อย่างไร?

เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมีออกซิเดชั่นอย่างรวดเร็วซึ่งมาพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงานในรูปของความร้อนและแสงในระดับต่ำ เพื่อให้กระบวนการนี้เกิดขึ้นจำเป็นต้องมีเชื้อเพลิงสารออกซิแดนท์และความร้อน

การเผาไหม้คืออะไร?

มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ที่ช่วยเคลื่อนย้ายผู้คนจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง (รถยนต์รถประจำทางเครื่องบินเรือ ฯลฯ) ในทำนองเดียวกันก็ใช้ในบ้านเพื่อตอบสนองการทำงานหลายอย่างเช่นในเตาแก๊สหรือในเตาน้ำมันเบนซินเพื่อทำอาหารเทียนที่ใช้ในการจุดไฟในบางครั้งเป็นต้น

การเผาไหม้แบบสดคืออะไร?

พวกมันเป็นพวกที่ใช้เชื้อเพลิงอย่างรุนแรงที่สุดและนอกจากจะมีอัตราความร้อนสูงแล้วยังทำให้เกิดแสงอีกด้วย ตัวอย่างเช่นเทียนที่จุดไฟไม้ขีดหรือไฟ

สิ่งที่จำเป็นสำหรับการเผาไหม้เกิดขึ้น?

ในการสร้างปฏิกิริยาทางเคมีคุณต้องมีเชื้อเพลิงสารออกซิแดนท์และถึงอุณหภูมิที่เรียกว่าจุดระเบิดนั่นคือคุณต้องมีองค์ประกอบที่เผาไหม้ (เชื้อเพลิง) และอีกองค์ประกอบหนึ่งที่ก่อให้เกิดปฏิกิริยา (ออกซิแดนท์) และโดยทั่วไปออกซิเจนในรูปของก๊าซ O2

ปฏิกิริยาของการเผาไหม้คืออะไร?

ปฏิกิริยาเคมีจะปลดปล่อยพลังงานจำนวนมากออกมาในรูปของความร้อน (พลังงานความร้อน) ซึ่งจะนำไปสู่การขยายตัวของก๊าซ (คาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำ) ทำให้เกิดเปลวไฟซึ่งเป็นมวลก๊าซที่สะท้อนความร้อน และเบาและสัมผัสกับสารที่ติดไฟได้