20 примеров реакции горения основные моменты
Содержание:
- Горение бумаги
- Разница между возгоранием и воспламенением
- Исторические факты
- Медленный тип горения
- Материаловедение
- Приложения
- Огненный дождь… взаперти
- «Пожар!»
- Пожарная безопасность при обращении с бумагой
- Светящаяся надпись
- Твердое топливо
- Температура воспламенения бумаги по Цельсию
- Термины, классификация
- Что такое удельная теплота сгорания
- Химические свойства
- Сведения о слове
- Спиртовые огни
- Описание процесса горения
- Исторические факты
Горение бумаги
С научной точки зрения это – химическая реакция окисления, из-за которой происходит выделение тепловой энергии и газообразных веществ.
Появляется дым и специфический запах. Температура возгорания картона или другого вида материала отличается.
Как происходит процесс
Обычно воспламенение происходит от открытого источника огня. Но иногда случается самопроизвольно. В процессе должен присутствовать окислитель. Таковым есть кислород. Нужно, чтобы его наличие в воздухе составляло минимум 14%. Если бумага сухая, она загорится от открытого пламени или раскаленного предмета.
Сам процесс происходит хаотично. Поджигая ее, появляется искра, медленно передвигающаяся по материалу, пока огонь не захватит всю площадь. Если вовремя не предпринять никаких действий, пламя станет устойчивым. Его преодолеть будет сложно.
Особенности горения
Бумагу в промышленных масштабах выпускают из дерева, хлопковых волокон, льна. Также ее делают из вторичного сырья. Оно называется макулатура.
Из особенностей горения стоит выделить следующие:
- быстрое протекание экзотермической реакции;
- самоподдержание;
- распространение случается со скоростью, которую определяет природа, в зависимости от химического состава материала.
Самовоспламенение
Может происходить без воздействия внешних факторов. Многое зависит, насколько влажный материал, какой у него состав, есть ли красители.
Помасленная бумага наиболее склонна к самовоспламенению. Но только после того, как высохнет. К примеру, рулонные ленты плохо горят.
Отлично самовоспламеняется материал, если его пропитать перекисью натрия, когда произойдет взаимодействие с водой. Но это интересно только для фокусников. В жизни такое не пригодиться.
Разница между возгоранием и воспламенением
Разница между возгоранием и воспламенением.
Она есть и довольно существенная. Путать термины не стоит. Под возгоранием учитывается то, что для процесса используется источник пламени.
После происходит цепная реакция. Его можно ликвидировать, если своевременно принять необходимые меры.
Воспламенение происходит в сопровождении устоявшегося огня. Выделяется много света, теплоэнергии.
Особую опасность несет разрыхленная бумага. Ведь она сильно пропиталась кислородом и может загореться от небольшого нагрева. С ней требуется быть осторожным. Иначе пламя выйдет из-под контроля.
Исторические факты
Кислород был открыт в первых годах 1770-х. Совершили открытие К. Шееле и Дж. Пристли. До этого события существовала теория флогистона, которая утверждала, что тела, подвергающиеся процессу горения, обладают особым началом «флогистоном». Спустя пять лет — в 1775 г., Лавуазье доказал, что горючее вещество не обладает такими элементами, а только присоединяет к себе кислородные молекулы, черпаемые из воздуха.
Буркеном и Шуманном в 1928 году была рассмотрена задача о явлении диффузионного пламени. Они показали, что при наличии скорости сгорания веществ, участвующих в реакции, выше скорости подвода реагентов, поставляемых диффузией, зона горения становится тонкой до бесконечности. Это значит, что в такой области процессов происходит автоматическое установление стехиометрического соотношения между веществами, отвечающими за окисление, и горючими материалами. Максимальные температурные показатели приближаются к адиабатическим.
Теория горения в своем современном виде началась с трудов Н.Н. Семенова, который изучал явление теплового взрыва. Это произошло в 1920 году. Через восемнадцать лет, в 1938 году, Д.А. Франком-Каменецким была развита теория тепловых взрывов.
Уже в 1940 году была развита общая теория детонации – ZND. Ее основателем считается Я.Б. Зельдович. Название происходит от имен З. Неймана, Деринга и, собственно, Зельдовича. Это связано с тем, что независимо друг от друга исследователи пришли к схожим итогам и выводам на основе своих экспериментов и вычислений.
Медленный тип горения
Процессам горения свойственно наличие тления, которое является его медленной формой. Поддержание такого явления осуществляется благодаря теплу, выделяемому в ходе взаимодействия O2 и горячего соединения в конденсированной форме, а реакции протекают на ее поверхности и подвергаются аккумулированию. Типичная ситуация, при которой наблюдается данное явление, — это тление сигареты. Здесь можно наблюдать медленное распространение вдоль материала. Нехватка высоты температуры обуславливает отсутствие газофазного пламени, а в ходе большой потери тепла сигарета начинает гаснуть. Чаще всего тление можно наблюдать в пористом или волокнистом ряде веществ.
Материаловедение
Горение дров начинается с внешнего обогрева. Если древесина влажная, повышение температуры примерно на 100 ° C прерывает дальнейший нагрев древесины до того, как будет достигнута температура воспламенения. Как только вода в значительной степени испарится, температура повышается, и выходящие газы начинают гореть. Древесина может сохранять в воде примерно свой собственный вес, а для процесса испарения необходимо скрытое тепло; поэтому влажное или мокрое дерево вряд ли воспламенится. Сухая древесина легче воспламеняется и начинает обугливаться примерно с 150 ° C. Это пиролиз древесины в результате химического разложения под действием тепла. Образуются газообразные вещества, которые воспламеняются при смешивании с воздухом. Оставшийся древесный уголь состоит из дегазированной древесины и в основном состоит из углерода, который сгорает в последнюю очередь.
Приложения
В транспорте
Горение широко используется в двигателях внутреннего сгорания , для приведения в движение транспортных средств ( автомобилей , грузовиков , винтовых самолетов , мотоциклов , лодок и т. Д. ), А также в мобильных инструментах (газонокосилки, бензопилы и т. Д. ) И в стационарных установках (генераторы). , насосы и др. ).
Дома
В бытовом секторе сжигание в основном используется для:
- чтобы приготовить пищу либо с помощью прямого пламени (газовая плита, дрова), или с помощью лучистого отопления (угли барбекю, стенок печи);
- отопление : газовое отопление, камин, дровяная печь;
- производить горячую воду : газовый водонагреватель ;
- зажечь : свечи , свечи , камин.
В некоторых устройствах также используется двигатель внутреннего сгорания: газонокосилка, бензопила и т. Д.
Заменить горение можно электрическими установками: электроплитой, водонагревателем, лампочкой, электродвигателями и т. Д.
Исторически домашний огонь — очень сильный символ; термин « очаг » обозначает как место разведения огня, так и место проживания семьи.
В производстве электроэнергии
Сжигание используется на тепловых электростанциях, где используются ископаемые виды топлива ( уголь , природный газ , нефть ), возобновляемые виды топлива (сельскохозяйственные или лесные отходы и биомасса при устойчивой эксплуатации) или различные типы отходов (например, в установках для сжигания бытовых отходов) для выпуска тепло, которое производит электричество с помощью турбогенераторов .
В металлургии
В природе металлы обычно присутствуют в форме руд . Некоторые руды могут быть восстановлены , то есть превращены в металл , в результате реакции с газом, образующимся при сгорании; это область пирометаллургии . Самый известный пример — восстановление железной руды оксидом углерода в доменных печах, а затем в доменных печах . Это также касается производства никеля, меди, цинка, титана и циркония, даже если существуют другие производственные маршруты.
Горение также можно использовать для нагрева металла с целью его лучшей деформации ( прокатка , ковка ) или для его плавления ( литейное производство , сварка горелкой, пайка , газовая резка ). Помимо газовой резки, в качестве альтернативы горению можно использовать электрическую энергию.
При производстве цемента
Производство цемента требует много энергии для повышения температуры смеси, из которой будет получен клинкер, до температуры более 1450 ° C , эта энергия обеспечивается сжиганием самых разных видов топлива (газ, мазут) и отходов (используемые масла, шины измельченные, мука для животных , вода очистных сооружений сточных вод ).
В космонавтике
Сжигание используется в области астронавтики для подачи энергии в движение от космического аппарата . Соответствующие термины в английском языке — горение и горение .
В зависимости от типа горения, используемого в топливе , мы говорим о:
- горения сигареты (английское горение сигареты и конца горения ) , который представляет собой сгорание метательного заряда характеризуется плоской поверхностью горения прогрессирующей в продольном направлении, вперед или назад;
- эрозионное горение ( эрозионное горение ), которое представляет собой горение порохового заряда в том случае, если поток дымовых газов вызывает эрозию блока;
- внешнее поперечное горение ( внешнее горение ), которое представляет собой горение блока пороха, характеризующегося тем, что поверхность горения проходит в продольном направлении и распространяется снаружи внутрь;
- внутреннее поперечное горение ( внутреннее горение ), которое представляет собой горение блока пороха, которое происходит изнутри наружу из центрального канала.
Огненный дождь… взаперти
На дно большой бутыли (емкостью 3 — 5 л)
насыпают слой сухого речного песка толщиной 2—3 см и затем наполняют ее
хлором. Хлор, как известно, можно получить действием концентрированной
соляной кислоты на диоксид марганца или перманганат калия. Для этого в
круглодонную колбу насыпают на 1/4 ее объема Мп02 или КМnO4
и вставляют резиновую пробку с капельной воронкой и отводной стеклянной
трубкой. Колбу закрепляют в штативе и помещают в вытяжной шкаф. Затем
наливают в капельную воронку соляную кислоту и начинают по каплям
добавлять ее в круглодонную колбу. Начинается реакция:
МnO2 +
4НСl = МnСl2
Длинную газоотводную трубку погружают в
большую бутыль до самого ее дна. Хлор тяжелее воздуха и будет
постепенно вытеснять его. Чтобы узнать, наполнена ли бутыль хлором,
подносят к ее горловине фильтровальную бумажку, смоченную водным
раствором иодида калия. В результате реакции:
2KI + С12
= 2КС1 + I2
выделяется иод I2
и бумажка чернеет. Бутыль, наполненную хлором, закрывают пробкой.
Выполнив эти операции, растирают в фарфоровой ступке сурьму
Sb до порошкообразного состояния и наполняют
этим порошком небольшую пробирку на 1/4 ее объема. Вынув пробку,
осторожно постукивая по пробирке пальцем, небольшими порциями высыпают
порошок сурьмы в бутыль с хлором. Сурьма тотчас же воспламеняется и
сгорает, образуя «огненный дождь» и разбрасывая во все стороны искры.
Склянка наполняется белым дымом продуктов взаимодействия сурьмы и хлора:
2Sb + 3Cl2 =
2SbCl3
2Sb + 5C12 =
2SbCl5
«Пожар!»
К видам горения часто причисляют пожар.
Пожар – это процесс, который человек не контролирует. Он не является видом горения, но тем не менее, пожар причиняет много материального ущерба, а также чрезвычайно опасен для жизни животных, включая человека. В ходе открытия и изучения огня и его свойств проблема пожара стала относительно часто встречаться в жизни людей. Среди методов борьбы главными по сей день остаются профилактические меры и непосредственная защита. Последнюю функцию выполняют отряды оперативного реагирования – пожарные службы. Существует множество особых оповещателей. Вызвать эти службы можно набрав телефон 101. Помимо основного номера, с 2013 года был добавлен также звонок на линию «112». Чаще всего для борьбы с пожарами используют воду, песок, огнетушитель, брезенты и асбестовые материалы.
Пожарная безопасность при обращении с бумагой
Огонь ежегодно не только в России, но и по всему миру делает много вреда, наносит ущерб. Главная причина появления – человеческая небрежность. В квартирах многие не способны уследить за детьми, не контролируют их действия.
Бумага – опаснейший материал, способный быстро воспламеняться. Она не редко становиться источником бед.
Чтобы обезопасить себя от возникновения пожара, необходимо придерживаться правил:
- не стоит оставлять бумагу возле батарей и других отопительных приборов;
- нельзя класть картон под ПК, телевизор, горящие свечи;
- материал станет источником пожара, если курить в постели. Это делать категорически запрещено.
Если пожар начался с бумаги, не стоит паниковать. Требуется сразу ликвидировать возможные сквозняки, прикрыть лицо смоченным водой платком, отключить электрические приборы.
Светящаяся надпись
По одной из библейских легенд, на стене дворца
вавилонского царя Валтасара во время пира вдруг возникли светящиеся
письмена.
Химики доказали, что такое чудо возможно: на
черной стене может вспыхнуть, а потом погаснуть надпись или рисунок. Для
этого надо приготовить специальные фосфорные «карандаши»
В пробирку
вносят 1 г белого фосфора Р4 (осторожно, он ядовит и
огнеопасен!) в виде нескольких горошин и добавляют 2 г стеарина или
парафина. Закрывают пробирку тампоном из стекловаты и нагревают на
водяной бане, периодически взбалтывая
После расплавления содержимого
пробирки ее охлаждают в холодной воде. Когда смесь затвердеет, пробирку
разбивают и извлекают застывший стержень (это надо делать,
предварительно надев резиновые перчатки). Хранить его можно только под
слоем воды, в закрытой склянке. Если таким «карандашом» сделать надпись
на куске картона, то в темноте она будет светиться, а потом постепенно
исчезнет.
Стеарин защищает белый фосфор от быстрого
окисления кислородом воздуха и тем самым увеличивает продолжительность
свечения. А само свечение вызвано реакцией медленного окисления
фосфора:
Р4 + 3О2 = Р4О6
Р4О6 + 2О2 =
Р4О10
с образованием в конечном счете оксида
фосфора(V) Р4010,
вступающего во взаимодействие с влагой воздуха. При этом получаются
мельчайшие капельки ортофосфорной кислоты Н3Р04,
образующие легкий белый дымок.
Твердое топливо
Что такое горение твердого топлива? Чаще всего это процесс окисления веществ, используемых в различных снарядах и патронах. Например, это может быть артиллерийский или реактивный снаряд. Другое применение находит себя в конструировании и эксплуатации межконтинентальных ракет баллистического типа. Многоразовые шаттлы выводятся на орбиту Земли посредством применения ускорителей, основанных на твердом топливе.
Те вещества, что используются в качестве топлива для ракет, делятся на две формы: смесевую и баллиститную. В первом случае разделение горючего вещества и окислителя не наблюдается, а сгорание происходит послойным способом. Их именуют гомогенным порохом. Главный компонент – это нитроцеллюлоза, которую добывают путем желатинизации в толще нитроглицерина.
Температура воспламенения бумаги по Цельсию
В России и ряде других стран, включая европейские, для измерения температуры используют градусы Цельсия, которые также применяются в Международной системе единиц (СИ) наряду с кельвином. Андерс Цельсий определил 0 °C как температуру плавления льда, а при 100 °C закипает вода. Что касается температуры воспламенения бумаги, помните знаменитый эпиграф к роману Рэя Брэдбери?
Уже после публикации книги “451 градус по Фаренгейту” оказалось, что в названии была допущена ошибка: огонь на поверхности бумажных страниц возникает при температуре 451 градус Цельсия, а не по шкале Фаренгейта. Позже автор бестселлера признался, что после консультации со знакомым пожарным попросту спутал температурные эквиваленты.
Термины, классификация
Топливная химия
Пламя испускает электромагнитное излучение в ультрафиолетовом , видимом и инфракрасном диапазонах излучения. Следует различать излучение твердого тела и излучение газообразных молекул. Твердое топливо или образовавшаяся сажа (например, мелкая пыль от сжигания топочного мазута ) следует рассматривать как твердое вещество . Твердое тело излучает излучение во всем спектральном диапазоне, и спектр примерно соответствует спектру черного тела . Газообразные молекулы и атомы нагреваются экзотермической реакцией горения, и частицы занимают более высокие энергетические уровни , из которых частицы падают обратно в более низкое энергетическое состояние. Разница в энергии при переходе в основное состояние излучается в виде фотонов, которые образуют пламя . В случае молекул заняты колебательные и молекулярные полосы ; в случае атомов излучается линейчатый спектр. Это газовое излучение является избирательным и зависит от компонентов топливного газа и большого количества газовых соединений, некоторые из которых существуют только как промежуточный продукт до полного сгорания. В отличие от твердотельного излучения, испускаемое излучение неравномерно распределено по спектру.
- В случае «неполного сгорания» горючие газы (например, оксид углерода, оксиды азота, водород, метан) или твердый углерод возникают после сгорания, при этом не все возможные связи с окислителем образуются. В данную подсубпозицию включается сжигание углерода до окиси углерода или производство древесного угля, тлеющий огонь , коксование .
- Slow «холодное окисление» может быть ржавление металлов или в живых организмы в окислении в питательных веществах , поэтому их «сжиганию» уведомление.
Динамика горения
В технике обычно стремятся к контролируемому сжиганию, которое постепенно адаптируется к потребностям в тепле. Это известно как стабилизированное горение . В качестве справочной переменной z. Б. используется температура теплоносителя или давление пара кипящей жидкости, а массовый расход топлива и воздуха для горения адаптируется к потребности в тепле. Массовый расход регулируется таким образом, чтобы в камере сгорания и в тракте выхлопных газов происходило лишь небольшое повышение давления из-за теплового расширения дымовых газов. Техническое сгорание регулируется и контролируется таким образом, что топливо сгорает контролируемым образом с подаваемым воздухом для горения.
Горение, при котором образуется больший объем топливно-воздушной смеси, который затем воспламеняется, характеризуется быстрым распространением горения в пространстве, заполненном смесью. В закрытых помещениях за очень короткий промежуток времени происходит сильное повышение давления и температуры, что называется взрывом . Максимальное давление взрыва топлив, содержащих углерод и водород, в закрытых помещениях с исходным давлением окружающей среды (объемная дефлаграция) составляет 10 бар; скорость пламени находится в диапазоне от 0,5 м / с ( углеводороды ) до 2,5 м / с / водород). Взрывы с небольшим повышением давления (атмосферная дефлаграция) известны как дефлаграция .
В закрытых системах есть два типа взрывов.
- Дефлаграции — это взрывы, которые распространяются с дозвуковой скоростью.
- Детонации — это взрывы, которые распространяются со сверхзвуковой скоростью и образуют ударную волну . При стабильной скорости детонации достигается примерно 2000 м / с. Воспламенение топливно-воздушной смеси происходит за счет адиабатического сжатия. Давление взрыва может быть значительно выше при детонации, чем при дефлаграции.
Камера сгорания
Различают пространство, занимаемое во время горения (см. ).
- обширное горение на границах раздела реагентов во фронте пламени, например
- объемное горение после предварительного смешивания газообразных или парообразных компонентов, например
- Ракетный двигатель
- Сжигатель пор
Полезный и вредный огонь
Горение в огне можно контролировать ( полезный огонь ), например, в печи , паровом котле ( печи ), как костер , или неконтролируемым как опасный пожар в случае пожара .
Что такое удельная теплота сгорания
Мы уже знаем, что при горении выделяется теплота (тепловая энергия).
Количество теплоты, которое мы получим при сгорании, будет отличаться для разных видов топлива. Одно топливо будет выделять больше энергии, другое – меньше.
Чтобы сравнивать горючие вещества между собой, удобно сжигать 1 килограмм топлива и измерять выделяемое количество теплоты.
Примечание: Не путайте теплоту и температуру. Теплота – это тепловая энергия. Любую энергию измеряют в Джоулях. А температуру измеряют в градусах.
\(\large q \left( \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}\right)\) – удельная теплота сгорания.
Примечание: Удельная теплота сгорания — это тепловая энергия, которая выделяется при полном сгорании 1 кг. топлива. Ранее мы уже сталкивались с (ссылка).
Удельную теплоту сгорания некоторых веществ можно найти в справочнике физики.
Химические свойства
Кислород является химически активным веществом. Он способен вступать в реакции с множеством других веществ, однако для протекания большинства этих реакций необходима более высокая, чем комнатная, температура. При нагревании кислород реагирует с неметаллами и металлами.
Если стеклянную колбу наполнить кислородом и внести в нее ложечку с горящей серой, то сера вспыхивает с образованием яркого пламени и быстро сгорает (рис. 80).
Химическую реакцию, протекающую в этом случае, можно описать следующим уравнением:
В результате реакции образуется вещество SO2, которое называется сернистым газом. Сернистый газ имеет резкий запах, который вы ощущаете при зажигании обычной спички. Это говорит о том, что в состав головки спички входит сера, при горении которой и образуется сернистый газ.
Подожженный красный фосфор в колбе с кислородом вспыхивает еще ярче и быстро сгорает, образуя густой белый дым (рис. 81).
При этом протекает химическая реакция:
Белый дым состоит из маленьких твердых частиц продукта реакции — P2O5.
Если в колбу с кислородом внести тлеющий уголек, состоящий в основном из углерода, то он также вспыхивает и сгорает ярким пламенем (рис. 82).
Протекающую химическую реакцию можно представить следующим уравнением:
Продуктом реакции является CO2, или углекислый газ, с которым вы уже знакомы. Доказать образование углекислого газа можно, добавив в колбу немного известковой воды. Помутнение свидетельствует о присутствии CO2 в колбе.
Возгорание уголька можно использовать для отличия кислорода от других газов. Если в сосуд (колбу, пробирку) с газом внести тлеющий уголек и он вспыхнет, то это указывает на наличие в сосуде кислорода.
Кроме неметаллов, с кислородом реагируют и многие металлы. Внесем в колбу с кислородом раскаленную стальную проволоку, состоящую в основном из железа. Проволока начинает ярко светиться и разбрасывать в разные стороны раскаленные искры, как при горении бенгальского огня (рис. 83).
При этом протекает следующая химическая реакция:
В результате реакции образуется вещество Fe3O4 (железная окалина). В состав формульной единицы этого вещества входят три атома железа, причем один из них имеет валентность II, а два других атома имеют валентность III. Поэтому формулу этого вещества можно представить в виде FeO * Fe2O3.
Реакцию железа с кислородом используют для резки стальных изделий. Для этого определенный участок детали сначала нагревают с помощью кислородногазовой горелки. Затем направляют на нагретое место струю чистого кислорода, для чего перекрывают кран поступления горючего газа в горелку. Нагретое до высокой температуры железо вступает в химическую реакцию с кислородом и превращается в окалину. Так можно разрезать очень толстые железные детали.
Сведения о слове
Разбор слова «горение» по составу показывает нам, что оно образуется с помощью:
- корня — гор;
- суффикса — ени;
- окончания — е.
Это три составных элемента, которые включены в общую структуру термина.
Чтобы ответить на вопрос о том, как пишется слово «горение», достаточно вслух сказать его. Произношение слова совпадает с правописанием. Гласными буквами, образующими эту языковую единицу, являются: «о», «и», «е». Ударение ставим на первую «е». Проверочное слово у «горения» отсутствует, однако можно определить правильность написания путем чередования гласных «а» и «о». Их варьирование подчиняется правилам правописания корней «гор» и «гар».
Спиртовые огни
Если соль, способную окрашивать пламя, внести
в горящий этиловый спирт С2H5ОН,
то пламя станет цветным. Для этого поступают следующим образом. В три
небольшие чашки кладут тампоны из волокнистых веществ — пакли, ваты или
асбеста, пропитанные концентрированными водными растворами солей,
окрашивающих пламя, а затем отжатые и высушенные. После этого тампоны
обливают этиловый спиртом в таком количестве, чтобы часть его осталась в
чашке, и поджигают. Если такие чашки расставить в разных местах комнаты,
то можно получить «гирлянду» зеленых, красных, желтых, малиновых и синих
огней без дыма и запаха. «Букет» из цветных огней получают, располагая
чашки с горящим спиртом друг около друга на разной высоте. По мере
выгорания следует добавлять в чашки спирт, пользуясь длинной пипеткой
емкостью 15—25 мл и погружая ее конец под тампон в жидкость.
Вместо солей, перечисленных ранее, можно
использовать нитраты лития, стронция, меди и натрия. Однако эффект будет
гораздо слабее из-за того, что эти соли менее летучи.
Описание процесса горения
В процессе горения древесины отмечается несколько этапов:
- Разогрев – происходит при температуре не менее 150 градусов по Цельсию и в присутствии наружного источника огня.
- Воспламенение – необходимая температура от 450 до 620 градусов по Цельсию в зависимости от влажности и плотности древесины, а также от формы и количества дров.
- Горение – состоит из двух фаз: пламенной и тления. Некоторое время оба вида протекают одновременно. После прекращения образования газов горит (тлеет) только уголь.
- Затухание – возникает при прекращении подачи кислорода или когда заканчивается топливо.
Плотная древесина горит медленнее, чем менее плотная вследствие того, что имеет большую теплопроводность. При горении сырых дров много тепла затрачивается на испарение влаги, поэтому они горят медленнее сухих дров. Горение древесины — это физическое или химическое явление? Этот вопрос имеет практическое значение, и от правильной его интерпретации будут зависеть условия максимальной теплоотдачи и длительности горения. С одной стороны, это химическое явление: при горении дров происходит химическая реакция и образуются новые вещества – оксиды, выделяется тепло и свет. С другой, – физическое: во время процесса происходит увеличение кинетической энергии молекул. В итоге получается, что процесс горения древесины – это сложное физико-химическое явление. Знакомство с ним поможет правильно подобрать породы древесины, чтобы обеспечить себя длительным и устойчивым источником тепла.
Исторические факты
Кислород был открыт в первых годах 1770-х. Совершили открытие К. Шееле и Дж. Пристли. До этого события существовала теория флогистона, которая утверждала, что тела, подвергающиеся процессу горения, обладают особым началом «флогистоном». Спустя пять лет — в 1775 г., Лавуазье доказал, что горючее вещество не обладает такими элементами, а только присоединяет к себе кислородные молекулы, черпаемые из воздуха.
Буркеном и Шуманном в 1928 году была рассмотрена задача о явлении диффузионного пламени. Они показали, что при наличии скорости сгорания веществ, участвующих в реакции, выше скорости подвода реагентов, поставляемых диффузией, зона горения становится тонкой до бесконечности. Это значит, что в такой области процессов происходит автоматическое установление стехиометрического соотношения между веществами, отвечающими за окисление, и горючими материалами. Максимальные температурные показатели приближаются к адиабатическим.
Теория горения в своем современном виде началась с трудов Н.Н. Семенова, который изучал явление теплового взрыва. Это произошло в 1920 году. Через восемнадцать лет, в 1938 году, Д.А. Франком-Каменецким была развита теория тепловых взрывов.
Уже в 1940 году была развита общая теория детонации – ZND. Ее основателем считается Я.Б. Зельдович. Название происходит от имен З. Неймана, Деринга и, собственно, Зельдовича. Это связано с тем, что независимо друг от друга исследователи пришли к схожим итогам и выводам на основе своих экспериментов и вычислений.