Spaľovanie palív (ako je drevo, zemný plyn, ropa alebo uhlie) používa ľudstvo už stovky rokov na výrobu tepelnej energie. Spaľujeme butánový plyn na varenie, benzín na pohon automobilov, uhlie na výrobu elektriny. Vo všetkých týchto procesoch sa spaľovanie používa na výrobu tepla z exotermickej chemickej reakcie, ktorá oxiduje palivo.
Túto reakciu je možné vidieť na obrázku nižšie:
Palivom môže byť plyn, benzín, drevo alebo uhlie. Okysličovadlom môže byť plynný kyslík vo vzduchu; a aktivačná energia môže byť iskra. Vytvorené plyny sú H2O, CO2, CO, NO2, IBA2 a ďalšie.
Tuhým odpadom je popol a komponenty z ťažkých kovov. Iba prítomnosť paliva a oxidačného činidla nezaručuje začatie procesu spaľovania. Na zahájenie reakcie je potrebné dodať minimum tepelnej energie. Aktivačná energia je energia potrebná na spustenie spaľovacieho procesu. Akonáhle začne reakcia, skončí sa po vyčerpaní paliva.
Niektoré výsledky spaľovania sú:
- výroba veľkého množstva energie vo forme tepla, ktoré sa využíva rôznymi spôsobmi, ako napr jednoduché vykurovanie priestorov, výroba termoelektrickej energie a prevádzka autá.
- spotreba paliva. Keď používame palivá z neobnoviteľných zdrojov, ako je ropa alebo ich deriváty, horíme látka, ktorej výroba trvalo prírode státisíce rokov, a ktorej zásoby sú konečný. Preto majú tendenciu časom tieto rezervy dochádzať, alebo bude veľmi ťažké ich lacno vyťažiť.
- ďalším výsledkom spaľovania organických palív je zvýšenie znečistenia ovzdušia. Plyny ako SO, SO2, DEVÁTY2 a č3 kombinujú sa s vodnou parou prítomnou v atmosfére, výsledkom je kyselina sírová a kyselina dusičná, ktoré sa vracajú na povrch Zeme v podobe kyslých dažďov. Ostatné plyny ako CO a CO2, uvoľňované do atmosféry, prispievajú k skleníkovému efektu, ktorý môže spôsobiť zvýšenie priemernej teploty planéty.
Termodynamická štúdia nám umožňuje racionálne využívať prírodné palivá, ktoré môžeme získavať z prírody. Okrem optimalizácie procesu spaľovania môžeme znížiť znečistenie ovzdušia, čo najviac znovu využiť tuhý odpad a vyrábať čoraz efektívnejšie stroje.
V súčasnosti sa vynakladá veľké úsilie na využitie obnoviteľných zdrojov energie, ako je solárna energia, a alternatívnych palív, ako je alkohol a vodík.
Autor: Domitiano Marques
Vyštudoval fyziku
