De verbranding van brandstoffen (zoals hout, aardgas, olie of steenkool) wordt al honderden jaren door de mensheid gebruikt om thermische energie te produceren. We verbranden butaangas om te koken, benzine om auto's aan te drijven, steenkool om elektriciteit te produceren. Bij al deze processen wordt verbranding gebruikt om warmte te genereren uit een exotherme chemische reactie die de brandstof oxideert.
Deze reactie is te zien in onderstaande figuur:
De brandstof kan gas, benzine, hout of steenkool zijn. Het oxidatiemiddel kan het zuurstofgas in de lucht zijn; en activeringsenergie kan een vonk zijn. De gegenereerde gassen zijn de H2O, CO2, CO, NEE2, ENKEL EN ALLEEN2 en anderen.
Vast afval is as en zware metalen componenten. Alleen de aanwezigheid van brandstof en oxidatiemiddel is geen garantie voor de start van het verbrandingsproces. Het is noodzakelijk om een minimum aan thermische energie te geven om de reactie te starten. Activeringsenergie is de energie die nodig is om het verbrandingsproces te starten. Zodra de reactie begint, eindigt deze wanneer de brandstof opraakt.
Sommige verbrandingsresultaten zijn::
- de productie van veel energie in de vorm van warmte, die op verschillende manieren wordt gebruikt, zoals: eenvoudige ruimteverwarming, de opwekking van thermo-elektrische energie en de werking van auto's.
- brandstofverbruik. Wanneer we brandstoffen gebruiken uit niet-hernieuwbare bronnen, zoals olie of zijn derivaten, verbranden we een stof die de natuur honderdduizenden jaren nodig had om te vervaardigen, en waarvan de reserves zijn eindig. Daarom bestaat de neiging dat deze reserves na verloop van tijd opraken of dat het heel moeilijk zal zijn om ze goedkoop te winnen.
- een ander gevolg van de verbranding van organische brandstoffen is de toename van luchtverontreiniging. Gassen zoals SO, SO2, NEGENDE2 en nee3 ze combineren met waterdamp in de atmosfeer, wat resulteert in zwavelzuur en salpeterzuur, die terugkeren naar het aardoppervlak in de vorm van zure regen. Andere gassen zoals CO en CO2, die in de atmosfeer terechtkomen, dragen bij aan het broeikaseffect, dat kan leiden tot een stijging van de gemiddelde temperatuur op aarde.
De thermodynamische studie stelt ons in staat om rationeel gebruik te maken van de natuurlijke brandstoffen die we uit de natuur kunnen halen. Naast het optimaliseren van het verbrandingsproces kunnen we de luchtvervuiling verminderen, vast afval zoveel mogelijk hergebruiken en steeds efficiëntere machines bouwen.
Momenteel wordt er veel ingezet op het gebruik van hernieuwbare energiebronnen zoals zonne-energie en alternatieve brandstoffen zoals alcohol en waterstof.
Door Domitiano Marques
Afgestudeerd in natuurkunde