Az üzemanyagok (például fa, földgáz, olaj vagy szén) elégetését évszázadok óta használja az emberiség hőenergia előállítására. Butángázt égetünk főzéshez, benzint az autók hajtásához, szenet pedig villamos energia előállításához. Mindezen folyamatok során égést alkalmaznak az üzemanyagot oxidáló exoterm kémiai reakcióból származó hő előállítására.
Ez a reakció az alábbi ábrán látható:
Az üzemanyag lehet gáz, benzin, fa vagy szén. Az oxidálószer lehet a levegőben lévő oxigéngáz; és az aktiválási energia szikra lehet. A keletkező gázok a H2O, CO2, CO, NO2, CSAK2 és mások.
A szilárd hulladék a hamu és a nehézfém alkatrészek. Csak az üzemanyag és az oxidálószer jelenléte nem garantálja az égési folyamat megkezdését. A reakció elindításához minimális hőenergiát kell adni. Az aktiválási energia az égési folyamat elindításához szükséges energia. Amint a reakció megindul, akkor ér véget, amikor az üzemanyag elfogy.
Néhány égési eredmény:
- sok energia előállítása hő formájában, amelyet különböző módon használnak fel, mint pl egyszerű helyiségfűtés, termoelektromos energia előállítása és működtetése autók.
- üzemanyag fogyasztás. Ha nem megújuló forrásokból származó tüzelőanyagokat, például olajat vagy származékait használjuk, égünk olyan anyag, amelynek gyártása a természetnek több százezer évig tartott, és amelynek tartalékai vannak véges. Ezért idővel ezek a tartalékok elfogynak, vagy nagyon nehéz lesz olcsón kitermelni őket.
- a szerves üzemanyagok elégetésének másik eredménye a légszennyezés növekedése. Olyan gázok, mint SO, SO2, Kilencedik2 és nem3 a légkörben jelen lévő vízgőzzel kombinálódva kénsavat és salétromsavat eredményeznek, amelyek savas eső formájában térnek vissza a Föld felszínére. Egyéb gázok, például CO és CO2, amelyek a légkörbe kerülnek, hozzájárulnak az üvegházhatáshoz, ami a bolygó átlagos hőmérsékletének növekedését okozhatja.
A termodinamikai vizsgálat lehetővé teszi számunkra, hogy ésszerű módon felhasználjuk azokat a természetes üzemanyagokat, amelyeket a természetből kinyerhetünk. Az égési folyamat optimalizálása mellett csökkenthetjük a légköri szennyezést, a szilárd hulladékot a lehető legnagyobb mértékben újrafelhasználhatjuk, és egyre hatékonyabb gépeket építhetünk.
Jelenleg nagy erőfeszítéseket tesznek a megújuló energiaforrások, például a napenergia és az alternatív üzemanyagok, például az alkohol és a hidrogén felhasználására.
Írta: Domitiano Marques
Fizikából végzett
