الاحتراق هو تفاعل الأكسدة الكيميائي الذي يحدث بين مادتين، الذي يولد الحرارة كشكل من أشكال إطلاق الطاقة. المواد المشاركة في الاحتراق هي الوقود والمؤكسد.
يعد الاحتراق (أو الاحتراق) ظاهرة شائعة جدًا في حياتنا اليومية: الشمعة المضاءة وغاز الطهي أثناء التشغيل والولاعة وحرق الوقود في السيارة أمثلة على الاحتراق.
نوعا الاحتراق
يمكن أن يكون الاحتراق من نوعين: كاملة أو غير كاملة. تبدو متشابهة وتبدأ بنفس الطريقة ، والفرق بينهما هو المنتج النهائي ، الذي ينتج عن الاحتراق.
1. احتراق كامل
يسمى الاحتراق كاملاً عندما يكون هناك الكمية اللازمة من الأكسجين لاستهلاك الوقود حتى النهاية. في هذه العملية، نشبع (كو2) و ماء (ح2س).
في الاحتراق الكامل ، يكون لون لهب النار أكثر زرقة.
أمثلة
- احتراق كامل للميثان (CH4 + س2 → كو2 + ح2س)
- احتراق كامل للبيوتان (C4ح10 + س2 → كو2 + ح2س)
2. احتراق غير كامل
يحدث الاحتراق غير الكامل عندما لا يتم استهلاك الوقود بالكامل بسبب عدم وجود ما يكفي من الأكسجين للقيام بذلك.
عندما يكون الاحتراق غير مكتمل يتم إنتاجه أول أكسيد الكربون (أول أكسيد الكربون) ، نشبع (كو2), ماء (ح2س) و السخام (بقايا الاحتراق غير الكامل).
أمثلة
- الاحتراق غير الكامل للميثان (CH4 + س2 → C + 2H2س)
- الاحتراق غير الكامل للبيوتان (C4ح10 +502 → 8C + 10H2س)
في حالة الاحتراق غير الكامل ، يختلف لون اللهب ، ويكون أكثر صفراء.
ملخص الفروق بين الاحتراق الكامل وغير الكامل
| احتراق كامل | احتراق غير كامل | |
|---|---|---|
| استهلاك الوقود | مستهلك بالكامل. | لا تستهلك بالكامل. |
| كمية الأكسجين | يكفي لحرق كل الوقود. | لا يكفي لحرق كل الوقود. |
| منتج | ثاني أكسيد الكربون والماء. | ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون ، الماء والسخام. |
| لون اللهب | مزرق. | مصفر. |
كيف يحدث الاحتراق؟
يحدث الاحتراق فقط عند وجود هذه العوامل الثلاثة: مصدر الوقود والمؤكسد والاشتعال. يسمى الاتحاد بين عناصر الاحتراق الثلاثة بمثلث النار أو ترايبود الاحتراق.
1. وقود
إنها المادة التي تسبب بدء الاحتراق. وهي عناصر قابلة للاشتعال ويمكن أن تكون من جميع الأنواع: صلبة أو سائلة أو غازية.
أمثلة: الخشب والورق والكحول والبنزين وغاز الطهي والإيثانول والميثان والبيوتان.
2. مؤكسد
إنها المادة التي تزيد من شدة الاحتراق ، والأكسجين هو أكثر العوامل المؤكسدة شيوعًا. المؤكسد هو المسؤول عن مدة انتشار الحريق.
3. مصدر الإشعال
مصدر الاشتعال هو العنصر الذي يبدأ الاحتراق ، والذي يوفر الحرارة (الطاقة) الأولى التي تبدأ العملية. يمكن أن تكون المباراة أو أي عنصر آخر يولد شرارة مصدر اشتعال.
يؤدي وجود وقود ومؤكسد إلى جانب مصدر إشعال يوفر الطاقة إلى حدوث الاحتراق. معًا يصنعون تفاعل الاحتراق، تفاعل كيميائي يولد حرارة للبيئة التي يحدث فيها الاحتراق.
يمثل مثلث النار العناصر اللازمة لعملية الاحتراق.
عندما يحدث الاحتراق ، يكون الوقود هو العنصر المؤكسد ، ويخضع المؤكسد لعملية الأكسدة ويمنح مصدر الاشتعال الطاقة لبدء الاحتراق.
باختصار ، الاحتراق هو تفاعل كيميائي بين وقود ومؤكسد ونتيجة هذه العملية هي إنتاج الحرارة.
ما هو المحتوى الحراري للاحتراق؟
يمثل المحتوى الحراري للاحتراق تباين الطاقة التي يتم إطلاقها أثناء الاحتراق. يقاس بكمية الحرارة المنبعثة من حرق مول واحد من مادة ما. المولي مقياس للحجم المستخدم للمواد.
لكي يتم قياس المحتوى الحراري ، يجب أن تكون الكواشف في الظروف التالية:
- 25 درجة حرارة.
- 1 ضغط جوي.
يتم العثور على قيمة المحتوى الحراري (ΔH) بالصيغة التالية: ΔH = حصان - ساعة (Hp هي قيمة المحتوى الحراري للمنتجات و Hr هي المحتوى الحراري للمواد المتفاعلة).
بما أن الاحتراق هو تفاعل طارد للحرارة (إطلاق طاقة) ، يجب أن تكون قيمته سالبة دائمًا.
اقرأ أيضًا معاني إطلاق النار و أكسدة.