Degvielu (piemēram, koksnes, dabasgāzes, naftas vai ogļu) dedzināšanu cilvēce simtiem gadu izmanto siltumenerģijas ražošanai. Dedzinām butāna gāzi ēdiena gatavošanai, benzīnu automašīnu darbināšanai, ogles elektrības ražošanai. Visos šajos procesos degšanu izmanto, lai radītu siltumu no eksotermiskas ķīmiskas reakcijas, kas oksidē degvielu.
Šī reakcija ir redzama zemāk redzamajā attēlā:
Degviela var būt gāze, benzīns, koksne vai ogles. Oksidētājs var būt skābekļa gāze gaisā; un aktivācijas enerģija var būt dzirksts. Izveidotās gāzes ir H2O, CO2, CO, NO2, TIKAI2 un citi.
Cietie atkritumi ir pelni un smago metālu komponenti. Tikai degvielas un oksidētāja klātbūtne negarantē degšanas procesa sākumu. Reakcijas sākšanai nepieciešams dot minimālu siltumenerģiju. Aktivizācijas enerģija ir enerģija, kas nepieciešama, lai sāktu degšanas procesu. Kad reakcija sākas, tā beidzas, kad beidzas degviela.
Daži degšanas rezultāti ir:
- daudz enerģijas ražošana siltuma veidā, kas tiek izmantota dažādos veidos, piemēram, vienkārša telpu apsildīšana, termoelektriskās enerģijas ražošana un apkures sistēmas darbība automašīnas.
- degvielas patēriņš. Kad mēs izmantojam degvielu no neatjaunojamiem avotiem, piemēram, eļļu, vai tās atvasinājumus, mēs degam viela, kuras ražošana dabai prasīja simtiem tūkstošu gadu un kuras rezerves ir ierobežots. Tāpēc laika gaitā ir tendence, ka šīs rezerves izsīkst vai arī būs ļoti grūti tās lēti iegūt.
- vēl viens organisko degvielu dedzināšanas rezultāts ir gaisa piesārņojuma pieaugums. Gāzes, piemēram, SO, SO2, Devītais2 un NĒ3 tie apvienojas ar atmosfērā esošajiem ūdens tvaikiem, kā rezultātā rodas sērskābe un slāpekļskābe, kas skābā lietus veidā atgriežas Zemes virsmā. Citas gāzes, piemēram, CO un CO2, kas nonāk atmosfērā, veicina siltumnīcas efektu, kas var izraisīt planētas vidējās temperatūras paaugstināšanos.
Termodinamiskais pētījums ļauj mums racionāli izmantot dabisko degvielu, ko varam iegūt no dabas. Papildus degšanas procesa optimizēšanai mēs varam samazināt atmosfēras piesārņojumu, pēc iespējas vairāk izmantot cietos atkritumus un uzbūvēt arvien efektīvākas mašīnas.
Pašlaik tiek pieliktas lielas pūles, lai izmantotu tādus atjaunojamos enerģijas avotus kā saules enerģija un alternatīvās degvielas, piemēram, alkohols un ūdeņradis.
Autors Domitiano Markess
Absolvējis fiziku
