تم استخدام حرق الوقود (مثل الخشب أو الغاز الطبيعي أو النفط أو الفحم) لمئات السنين من قبل البشرية لإنتاج الطاقة الحرارية. نحرق غاز البوتان للطبخ ، والبنزين لتشغيل السيارات ، والفحم لإنتاج الكهرباء. في كل هذه العمليات ، يتم استخدام الاحتراق لتوليد الحرارة من تفاعل كيميائي طارد للحرارة يؤدي إلى أكسدة الوقود.
يمكن رؤية رد الفعل هذا في الشكل أدناه:
يمكن أن يكون الوقود غازًا أو بنزينًا أو خشبًا أو فحمًا. يمكن أن يكون المؤكسد غاز الأكسجين في الهواء ؛ ويمكن أن تكون طاقة التنشيط شرارة. الغازات المتولدة هي H2O ، CO2، أول أكسيد الكربون ، لا2، فقط2 و اخرين.
النفايات الصلبة عبارة عن رماد ومكونات معدنية ثقيلة. فقط وجود الوقود والمؤكسد لا يضمن بدء عملية الاحتراق. من الضروري إعطاء حد أدنى من الطاقة الحرارية لبدء التفاعل. طاقة التنشيط هي الطاقة اللازمة لبدء عملية الاحتراق. بمجرد أن يبدأ التفاعل ، ينتهي عند نفاد الوقود.
بعض نتائج الاحتراق:
- إنتاج الكثير من الطاقة على شكل حرارة والتي تستخدم بطرق مختلفة مثل تدفئة الأماكن البسيطة ، وتوليد الطاقة الحرارية وتشغيل سيارات.
- استهلاك الوقود. عندما نستخدم الوقود من مصادر غير متجددة ، مثل النفط أو مشتقاته ، فإننا نحرق مادة استغرقت الطبيعة مئات الآلاف من السنين لتصنيعها واحتياطياتها محدود. لذلك ، بمرور الوقت ، يكون الاتجاه هو أن تنفد هذه الاحتياطيات أو سيكون من الصعب للغاية استخراجها بسعر رخيص.
- نتيجة أخرى لحرق الوقود العضوي هي زيادة تلوث الهواء. غازات مثل SO ، SO2، تاسع2 و لا3 تتحد مع بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي ، مما ينتج عنه حمض الكبريتيك وحمض النيتريك ، والذي يعود إلى سطح الأرض في شكل مطر حمضي. غازات أخرى مثل أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون2، التي تطلق في الغلاف الجوي ، تساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري ، والتي يمكن أن تسبب زيادة في متوسط درجة حرارة الكوكب.
تسمح لنا الدراسة الديناميكية الحرارية باستخدام الوقود الطبيعي الذي يمكننا استخراجه من الطبيعة بطريقة عقلانية. بالإضافة إلى تحسين عملية الحرق ، يمكننا تقليل تلوث الغلاف الجوي وإعادة استخدام النفايات الصلبة قدر الإمكان وبناء آلات أكثر كفاءة بشكل متزايد.
في الوقت الحالي ، يتم بذل الكثير من الجهود لاستخدام مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وأنواع الوقود البديلة مثل الكحول والهيدروجين.
بقلم دوميتيانو ماركيز
تخرج في الفيزياء
