Що таке горіння? Значення слова, суть хімічного процесу

Що таке горіння? Значення слова, суть хімічного процесу

Тут читач знайде відповідь на питання про те, що таке горіння. У цій статті ми розглянемо цей процес, ознайомимося з характеристиками і класифікацією, вивчимо історичні відомості і визначимо місце в природі і житті людини. Також приділимо увагу конкретним параметрам для певних видів горіння.

Введення

Коли людина чує слово "" горіння "", швидше за все, в її уяві виникає образ полум 'я, який охоплює що-небудь. Цей процес має історично, навіть еволюційно, величезне значення для людини.

Горіння - хімічні процес, під час якого вихідний ряд речовин перетворюється на продукт згоряння. Це екзотермічний тип реакції, при якій інтенсивно виділяється тепло. Енергетичні ресурси, запасені в речовинах, що беруть участь у процесі горіння, можуть виділятися, приймати вид випромінювання світла.

Загальна інформація

Відповівши на питання про те, що таке горіння, людина змогла зробити його головним ресурсом, з якого ми досі черпаємо енергію. Близько 90% всіх енергетичних ресурсів, вироблених на Землі людьми, випадають на процеси спалювання викопних видів палива. Однак в осяжному майбутньому (приблизно до 2040 року) цей показник знизиться на 10%. Це пов 'язано з виснаженням ресурсів Землі, які не підлягають відновленню, а також забрудненням світу, явищем глобального потепління.

Горіння - хімічний процес, що зазвичай йде шляхом розгалужено-ланцюгового механізму. Тут прогресує самостійне прискорення завдяки теплу, яке виділяється в ході реакцій. Особливостями, які виділяють горіння, можна вважати наявність великих показників виділення тепла і потребу у відносно величезних ресурсах, необхідних для активації реакції. Ці два фактори безпосередньо впливають на швидкість, при якій вона буде проходити.

Історичні факти

Кисень був відкритий в перших роках 1770-х. Здійснили відкриття К. Шееле і Дж. Пристлі. До цієї події існувала теорія флогістона, яка стверджувала, що тіла, що піддаються процесу горіння, володіють особливим початком "флогістоном". Через п 'ять років - в 1775 р., Лавуазьє довів, що горюча речовина не володіє такими елементами, а тільки приєднує до себе кисневі молекули, що черпаються з повітря.

Буркеном і Шуманном в 1928 році було розглянуто завдання про явище дифузійного полум 'я. Вони показали, що при наявності швидкості згоряння речовин, що беруть участь у реакції, вище швидкості підведення реагентів, що поставляються дифузією, зона горіння стає тонкою до нескінченності. Це означає, що в такій області процесів відбувається автоматичне встановлення стехіометричного співвідношення між речовинами, що відповідають за окислення, і горючими матеріалами. Максимальні температурні показники наближаються до адіабатичних.

Теорія горіння у своєму сучасному вигляді почалася з праць Н.М. Семенова, який вивчав явище теплового вибуху. Це сталося 1920 року. Через вісімнадцять років, в 1938 році, Д.А. Франком-Кам 'янецьким була розвинена теорія теплових вибухів.

Вже в 1940 році була розвинена загальна теорія детонації - ZND. Її засновником вважається Я.Б. Зельдович. Назва походить від імен З. Неймана, Дерінга і, власне, Зельдовича. Це пов 'язано з тим, що незалежно один від одного дослідники прийшли до схожих підсумків і висновків на основі своїх експериментів і обчислень.

Класифікаційні дані

Сутність процесу горіння дозволяє класифікувати його відповідно до певних параметрів. Наприклад, залежно від швидкості згоряння речовин, його ділять на детонацію і дефлаграцію. Останнє буває ламінарним і турбулентним. Детонація - тільки турбулентна.

Якщо газ - це вихідний і основний компонент суміші, яка горить, то реакцію можна назвати гомогенною. Цей процес характеризується взаємодією окислювача і горючої речовини в газофазному горінні. Поділ горючих речовин і їх поступове злиття, що викликає розглянутий процес, називають дифузією. Гетерогенної можна назвати реакцію, в якій окислювачі і пальне мають різне положення фази. Крім перерахованого вище, виділяють: процес тління, безпламінне, холоднопламінне і (термо) ядерне горіння.

Полум 'я

Відповідаючи на питання про те, що таке горіння, людина змогла виділити в ньому явище полум 'я, яке являє собою зону, що випромінює світло і утворюється в ході реакцій горіння. Її температурні показники визначаються складом сумішей та умовами, за яких протікає процес. Згоряння природних газів дозволяє розганяти температуру до двох тисяч кельвінів і вище.

Полум 'я багатьох видів палива, заснованих на вуглеводнях, має здатність до взаємодії з електромагнітними полями. Це обумовлюється наявністю власних частинок у зарядженому стані. За допомогою проведення експериментів було доведено, що кількість іонів у полум 'ї може перевищувати в шість порядків концентрацію аніонів і катіонів у процесах чистої термічної іонізації. Головний механізм, що відповідає за освіту іонів, - хемоіонізація. Це складний фізико-хімічний процес, який перетворює вихідні на продукти згоряння. Під час екзотермічної реакції виділяється велика кількість тепла.

Теорія горіння

Суть процесу горіння, незважаючи на великий практичний досвід і застосування, досліджувалася протягом багатьох років і залишається однією з найскладніших загадок людства. Наука, що вивчає явище горіння, є міждисциплінарною і розташовується на стику газодинаміки, хімічної термодинаміки, химкінетики, молекулярної та хімічної фізики, а також матеріалознавства і моделювання з використанням комп 'ютерних технологій.

Розгляньмо такі положення теорії горіння: повноту згоряння і його термодинамічний механізм. Положення повноти згоряння включає інформацію про те, що вихідні компоненти горючих сумішей характеризуються молярною і масовою часткою елемента, а також початковими показниками тиску і температури. Підібравши речовину, здатну в ході згоряння і окислення повністю перетворитися на продукт розглянутого явища, можна отримати стехіометричну реакцію. Суміш, що має надлишок пальної речовини, що не може повністю розкластися через брак окислювачів, іменується багатою. Речовину з нестачею паливного ресурсу називають бідною.

Термодинамічні дані дозволяють нам стверджувати, що горіння, що протікає адіабатичним шляхом при наявності постійного показника обсягу, збереже повну енергію внутрішньої системи. Якщо є постійний тиск, то спостерігається ентальпія структурних компонентів. Умови, за яких протікає адіабатичний тиск, практично застосовуються і реалізуються в полум 'ї, що поширюється вільними шляхами. При цьому розрахунком тепловтрати нехтують.

Гетерогенність

Гетерогенні процеси спостерігаються у випадку, коли взаємодіють кілька фаз (від двох). Це можуть бути гази і рідини. Таке ж явище можна відстежувати в "території" межі поділу між фазами. У термінології це слово використовують для опису процесів горіння, в яких окислювальна і горюча речовина перебувають у різних станах фази. Сюди відноситься навіть випаровування палива, що відбувається в газовій формі. Яскравим прикладом може послужити взаємодія вугілля і кисню, що міститься в повітрі. В ході цього утворюється чадний газ, який може піддаватися подальшому згорянню в стані газу і перетворюватися на CO2.

Тверде паливо

Що таке горіння твердого палива? Найчастіше це процес окислення речовин, що використовуються в різних снарядах і патронах. Наприклад, це може бути артилерійський або реактивний снаряд. Інше застосування знаходить себе в конструюванні та експлуатації міжконтинентальних ракет балістичного типу. Багаторазові шатли виводяться на орбіту Землі за допомогою застосування прискорювачів, заснованих на твердому паливі.

Ті речовини, що використовуються в якості палива для ракет, діляться на дві форми: сумішеву і балістичну. У першому випадку поділ пального речовини та окислювача не спостерігається, а згоряння відбувається післяйним способом. Їх називають гомогенним порохом. Головний компонент - це нітроцелюлоза, яку видобувають шляхом желатинізації в товщі нітрогліцерину.

Загальні дані про згоряння твердого палива

Процес розкладання пороху включає в себе кілька етапів, які відрізняються типом екзотермічної реакції, а саме проходять у двох фазах газу та конденсації. Проведення дослідів з горінням балістичних порохів в просторі вакууму і при показнику тиску нижче двох мм.рт.ст. показало, що екзотермічні реакції відбуваються лише в приповерхневому рівні фази конденсації. При діапазоні тиску від п 'яти до двадцяти мм.рт.ст. можна побачити полум' я, але помітне тільки в темряві, а реакції протікають в газовому етапі.

Повільний тип горіння

Процесам горіння властива наявність тління, яке є його повільною формою. Підтримка такого явища здійснюється завдяки теплу, що виділяється в ході взаємодії O2 і гарячого з 'єднання в конденсованій формі, а реакції протікають на її поверхні і піддаються акумулюванню. Типова ситуація, при якій спостерігається дане явище, - це тління сигарети. Тут можна спостерігати повільне поширення вздовж матеріалу. Брак висоти температури обумовлює відсутність газофазного полум 'я, а в ході великої втрати тепла сигарета починає гаснути. Найчастіше тління можна спостерігати в пористому або волокнистому ряді речовин.

Твердофазний тип горіння

Існує явище, яке можна спостерігати в порошках неорганічної та органічної природи. Воно характеризується автоволновой екзотермічною реакцією, в ході якої помітне виділення газу не спостерігається, але утворюються продукти в конденсованій формі. Однак це кінцевий результат реакції, а в проміжках між фазами відстежується створення газів або рідин.

Самостійно розповсюджуваний високотемпáний синтез на практиці ґрунтується саме на безгазовому або твердопламаному горінні. Нижче розповімо про те, як охарактеризувати слово "" горіння "".

Інформація про слово

Розбір слова "" горіння "" за складом показує нам, що воно утворюється за допомогою:

  • кореня - гір;
  • суфікса - єні;
  • закінчення - е.

Це три складених елементи, які включені в загальну структуру терміну.

Щоб відповісти на запитання про те, як пишеться слово "" горіння "", достатньо вголос сказати його. Вимовляння слова збігається з правописом. Гласними літерами, що утворюють цю мовну одиницю, є: "" о "", "" і "", "" е "". Наголоси ставимо на першу "е" ". Перевірочне слово у "" горіння "" відсутнє, проте можна визначити правильність написання шляхом чергування гласних "" а "" і "о" ". Їх варіювання підпорядковується правилам правопису коріння "" гір "" і "" гар "".

Підбиваючи підсумки

Аналізуючи отриману інформацію, скажімо, що слово "" горіння "" означає хімічний процес, взаємопов 'язаний з фізичними явищами. Він є головним джерелом енергії для всього населення планети і ґрунтується на спалюванні різного виду палив. Включає в себе безліч різновидів і має величезне значення для людей. Горіння відігравало важливу роль в історії розвитку людства, а детальне вивчення його дозволило стрімко зростати технологічному процесу.

Вивченням даного процесу займалося величезне безліч вчених, а на досягнення, систематизацію та узагальнення всієї інформації пішла величезна кількість часу. Найбільші уми різних епох і поколінь зробили цінні вклади в загальний розвиток теорії горіння. Однокорінні з "" горінням "" слова - це: гірко, гори, горе, пригоріти та інше. Найчастіше гласна "о" "пишеться докорінно тоді, коли на неї не падає наголоси.