Горение условия горения и польза для человека

Горение, условия горения и польза для человека

Горение. Выделение света и тепла является признаком многих химических явлений. Реакции с такими признаками получили общее название — горение. Горение является распространённым химическим явлением, его человек издавна использует с поль­зой для себя (рис. 40).

Горение — это химическое явление, признаком которого является выделение света и тепла.

Условия горения. Распространённым являет­ся горение веществ в кислороде, который входит в состав воздуха. Каждое вещество характеризу­ется определённой температурой воспламенения. Так называют температуру, при которой начинает­ся горение. Чтобы загорелся метан в газовой плите, достаточно даже искры или зажжённой спички. А чтобы достичь температуры воспламенения угля, его нужно нагревать значительно дольше.

Для процесса горения необходимы два условия: создание температуры выше температуры возгора­ния вещества и свободный доступ воздуха.

Проведём опыт. Зажжём две одинаковых стеари­новых свечи (стеарин — органическое вещество). Одну накроем стеклянным колпаком или большим химическим стаканом. Вторую оставим открытой. Свеча под стаканом погорит некоторое время и погаснет, тогда как вторая продолжает гореть.

Этим опытом мы проверили оба условия горе­ния. Второй свече не ограничивали доступ кисло­рода, тогда как для первой стаканом был перекрыт доступ воздуха, следовательно, и кислорода.

Пока свеча горела под стаканом, от неё во все стороны распространялся свет. Притронувшись к стакану рукой, ощутим тепло.

Теперь, когда мы выяснили условия горения, легко определиться с другим вопросом — как пре­кратить горение. Безусловно, следует помнить об указанных условиях, только действовать наоборот. Надо прекратить доступ воздуха и создать темпера­туру ниже, чем температура возгорания.

Горение на службе человека. Впервые человек ознакомился с горением в природных условиях. В те далёкие времена человек его и опасался, и ожи­дал. Боялся, поскольку от молний возникали по­жары, а ожидал, потому что костёр дарил тепло и свет, можно было приготовить пищу, огонь отпуги­вал хищников. Материал с сайта //iEssay.ru

Прошло много времени, прежде чем человек научился не только поддерживать огонь, но и сам его добывать. То есть научился не зависеть от природы, а самостоятельно осуществлять химиче­ское явление горения.

Сейчас это явление приносит человеку большую пользу. Благодаря горению вырабатывают элек­троэнергию, готовят пищу, освещают и обогревают жилища, приводят в движение автомобили, добы­вают металлы, изготовляют стекло.

Горение

Горение – это совокупность одновременно протекающих физических процессов (плавление, испарение, ионизация) и химических реакций окисления горючего вещества и материала, сопровождающееся, как правило, световым и тепловым излучением и выделением дыма. В основе горения лежит взаимодействие горючего вещества с окислителем, преимущественно с кислородом воздуха.

Однако горения может осуществляться без доступа воздуха (кислорода), если в состав горючей массы (среды) входит окислитель в виде примеси или составной части молекулы. В производственных условиях или ракетной технике горения может осуществляться в атмосфере таких окисляющих газов, как фтор, хлор, окислы азота и другие.

Некоторые вещества (порошкообразные титан и цирконий) способны гореть в атмосфере азота, двуокиси углерода, не относящимся к традиционным окислителям.

В зависимости от способа подвода окислителя различают:

• диффузионное горение, когда реагенты (горючее и окислитель) перед началом горения не были перемешаны, а их смешение происходит в процессе горения за счет диффузии;
• гомогенное горение, когда реагенты перед началом горения были перемешаны без поверхности раздела фаз;
• гетерогенное горение, когда реагенты находятся в разных агрегатах состояния (твердое + газ, твердое + жидкость) или между ними имеется поверхность раздела (твердое + твердое, несмешивающиеся жидкость + жидкость). Гетерогенное горение часто относят к диффузионному горению.
• горение, скорость которого лимитирована скоростью химической реакции, называют кинетическим горением. Так как скорость химического взаимодействия, как правило, выше скорости диффузии, кинетическое горение протекает с максимальной для данной системы скоростью (дефлаграция, детонация).

При пожаре отмечается смешанный тип горения. В зависимости от скорости горение может быть медленным (тление), нормальным (дефлаграция) и взрывообразным (взрыв), переходящим в детонационное (детонация).

По внешнему проявлению горение может быть пламенным или беспламенным.

Беспламенное горение может возникнуть в результате дефицита окислителя (тление) или при низком давлении насыщенных паров горючего вещества (горение тугоплавких металлов и кокса).

По механизму развития горение может быть тепловым, при котором причиной самоускорения реакций окисления является повышение температуры, и автокаталитическим (цепным), когда ускорение процесса достигается накоплением промежуточных катализирующих продуктов (активных центров). Автокаталитическое горение осуществляется при сравнительно низких температурах. При достижении определенных концентраций промежуточных каталитических продуктов автокаталитическое горение может переходить в тепловое. При этом температура горения резко возрастает.

Горение может возникать и развиваться спонтанно, стихийно (пожар), но может быть специально организованным, целесообразным: энергетическое горение (в целях получения тепловой или электрической энергии) и технологическое горение (доменный процесс, металлотермия, синтез тугоплавких неорганических соединений и т.д.).

Горение характеризуется такими величинами, как: температура, скорость, полнота, состав продуктов. Располагая данными о механизме горения и его характерных особенностях, можно увеличивать скорость и температуру горения (промотирование горения) или снижать их вплоть до прекращения горения (ингибирование горения).

Источники: Основные характеристики горения. Мальцев В.М., Мальцев М.И., Кашпоров Л.Я. —М., 1977; Процессы горения в химической технологии и металлургии. Мержанов А.Г. —Черноголовка, 1975; Физика горения и взрыва. Хитрин Л.Н. —М., 1957.

Пожар.Причины пожара. Условия, необходимые для горения. Общие сведения о процессе горения, взрыве. Основные показатели пожарной опасности материалов.

Пожар-неконтролируемый процесс горения, причиняющий материальный ущерб, опасность жизни и здоровью людей.

Причины пожара.Умышленный поджог, неосторожное обращение с огнем, короткие замыкания, нарушение эксплуатации вентиляционных систем, статическое электричество, природное электричество-молнии.

Условия, необходимые для горения. Общие сведения о процессе горения, взрыве. Основные показатели пожарной опасности материалов.Го­ре­ние — это хи­ми­че­ская ре­ак­ция окис­ле­ния, со­про­во­ж­даю­щая­ся вы­де­ле­ни­ем боль­шо­го ко­ли­че­ст­ва те­п­ла и све­че­ни­ем.

Открытое пламя, тление, холодно-пламенное, детонация, взрыв.

Горение-скорость распространения пламени несколько десятков м/с

Взрыв— скорость распространения пламени несколько сотен м/с

Детонация— скорость распространения пламени несколько сотен м/с

Горение возможно при трёх условиях

1.Наличие горючего вещества

2.Наличие источника зажигания

В за­ви­си­мо­сти от ско­ро­сти про­те­ка­ния про­цес­са, го­ре­ние мо­жет про­ис­хо­дить в фор­ме соб­ст­вен­но го­ре­ния и взры­ва.

Взрыв — это ча­ст­ный слу­чай го­ре­ния, про­те­каю­ще­го мгно­вен­но с крат­ко­вре­мен­ным вы­де­ле­ни­ем зна­чи­тель­но­го ко­ли­че­ст­ва те­п­ла и све­та.

Для про­цес­са го­ре­ния не­об­хо­ди­мо:

1) на­ли­чие го­рю­чей сре­ды, со­стоя­щей ив го­рю­че­го ве­ще­ст­ва и окис­ли­те­ля; 2) ис­точ­ни­ка вос­пла­ме­не­ния.

Что­бы воз­ник про­цесс го­ре­ния, го­рю­чая сре­да долж­на быть на­гре­та до оп­ре­де­лен­ной тем­пе­ра­ту­ры при по­мо­щи ис­точ­ни­ка вос­пла­ме­не­ния (пла­мя, ис­кра элек­три­че­ско­го или ме­ха­ни­че­ско­го про­ис­хо­ж­де­ния, на­ка­лен­ные те­ла, те­п­ло­вое про­яв­ле­ние хи­ми­че­ской, элек­три­че­ской или ме­ха­ни­че­ской энер­гий).

По­сле воз­ник­но­ве­ния го­ре­ния по­сто­ян­ным ис­точ­ни­ком вос­пла­ме­не­ния яв­ля­ет­ся зо­на го­ре­ния. Воз­ник­но­ве­ние и про­дол­же­ние го­ре­ния воз­мож­но при оп­ре­де­лен­ном ко­ли­че­ст­вен­ном со­от­но­ше­нии го­рю­че­го ве­ще­ст­ва и ки­сло­ро­да, а так­же при оп­ре­де­лен­ных тем­пе­ра­ту­рах и за­па­се те­п­ло­вой энер­гии ис­точ­ни­ка вос­пла­ме­не­ния. Наи­боль­шая ско­рость ста­цио­нар­но­го го­ре­ния на­блю­да­ет­ся в чис­том ки­сло­ро­де, наи­мень­шая — при со­дер­жа­нии в воз­ду­хе 14 — 15% ки­сло­ро­да. При мень­шем со­дер­жа­нии ки­сло­ро­да в воз­ду­хе го­ре­ние боль­шей час­ти ве­ществ пре­кра­ща­ет­ся.

Раз­ли­ча­ют сле­дую­щие ви­ды го­ре­ния:

— пол­ное — го­ре­ние при дос­та­точ­ном ко­ли­че­ст­ве или из­быт­ке ки­сло­ро­да;

— не­пол­ное — го­ре­ние при не­дос­тат­ке ки­сло­ро­да.

По степени горючести вещества делятся на горючие (сгораемые), трудногорючие (трудносгораемые) и негорючие (несгораемые).

К горючим относятся такие вещества, которые при воспламенении посторонним источником продолжают гореть и после его удаления.

К трудногорючим относятся такие вещества, которые не способны распространять пламя и горят лишь в месте воздействия источника зажигания.

Негорючими являются вещества, не воспламеняющиеся даже при воздействии достаточно мощных источников зажигания (импульсов).

Горючие вещества могут быть в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Большинство горючих веществ независимо от агрегатного состояния при нагревании образует газообразные продукты, которые при смешении с воздухом, содержащим определенное количество кислорода, образуют горючую среду. Горючая среда может образоваться при тонкодисперсном распылении твердых и жидких веществ.Наибольшая скорость горения наблюдается в чистом кислороде. При уменьшении содержания кислорода в воздухе горение прекращается. Горение при достаточной и надмерной концентрации окислителя называется полным, а при его нехватке – неполным. Выделяют три основных вида самоускорения химической реакции при горении: тепловой, цепной и цепочно-тепловой. Тепловой механизм связан с экзотермичностью процесса окисления и возрастанием скорости химической реакции с повышением температуры. Цепное ускорение реакции связано с катализом превращений, которое осуществляют промежуточные продукты превращений. Реальные процессы горения осуществляются, как правило, по комбинированному (цепочно-тепловому) механизму.

Процесс возникновения горения подразделяется на несколько видов:

Вспышка– быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающееся образованием сжатых газов.

Возгорание– возникновение горения под воздействием источника зажигания.

Воспламенение – возгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Самовозгорание– явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения вещества при отсутствии источника зажигания.

Самовоспламенение – самовозгорание, сопровождается появлением пламени.

Пожарная опасность строительных, текстильных и кожевенных материалов характеризуется следующими свойствами:

Горючесть; воспламеняемость; способность распространения пламени по поверхности; дымообразующая способность; токсичность продуктов горения.Горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы:

Слабогорючие (Г1), имеющие температуру дымовых газов не более 135 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца не более 65 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 20 процентов, продолжительность самостоятельного горения 0 секунд;

Умеренногорючие (Г2), имеющие температуру дымовых газов не более 235 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца не более 85 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 50 процентов, продолжительность самостоятельного горения не более 30 секунд;

Нормальногорючие (Г3), имеющие температуру дымовых газов не более 450 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца более 85 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 50 процентов, продолжительность самостоятельного горения не более 300 секунд;

Сильногорючие (Г4), имеющие температуру дымовых газов более 450 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца более 85 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца более 50 процентов, продолжительность самостоятельного горения более 300 секунд.По воспламеняемости горючие строительные материалы (в том числе напольные ковровые покрытия) в зависимости от величины критической поверхностной плотности теплового потока подразделяются на следующие группы:

Трудновоспламеняемые Умеренновоспламеняемые Легковоспламеняемые.По скорости распространения пламени по поверхности горючие строительные материалы (в том числе напольные ковровые покрытия) в зависимости от величины критической поверхностной плотности теплового потока подразделяются на следующие группы:

Нераспространяющие Слабораспространяющие Умереннораспространяющие Сильнораспространяющие По дымообразующей способности горючие строительные материалы в зависимости от значения коэффициента дымообразования подразделяются на следующие группы:

с малой дымообразующей способностью (Д1), имеющие коэффициент дымообразования менее 50 квадратных метров на килограмм;

с умеренной дымообразующей способностью (Д2), имеющие коэффициент дымообразования не менее 50, но не более 500 квадратных метров на килограмм;

с высокой дымообразующей способностью (Д3), имеющие коэффициент дымообразования более 500 квадратных метров на килограмм.

По токсичности продуктов горения горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы:

чрезвычайно опасные (Т4)

Дата добавления: 2018-06-01 ; просмотров: 726 ;

Процесс горения и общие сведения о нем

Процесс горения известен еще с древности, когда-то люди не могли понять и разобраться с его сутью. Но лишь сравнительно недавно, благодаря научным исследованиям, люди пришли к выводу, что горение вызывается быстрым окислением материала, которое в процессе высвобождает большое количество свечения и тепла.

Влияние процесса горения на экологию очень важно. Результат от горения может быть как положительный, так и отрицательный. Положительная сторона процесса – это его высвобождение полезных элементов, которые, попадая в почву, стимулируют рост растений и поддержание экологических систем. Такое действие возможно, только если процесс контролируемый. В противном случае результат будет отрицательным – это загрязнение водоемов, атмосферное загрязнение, иногда случается выжигание защитной растительности, что потом в итоге приведет к увеличению эрозии почвы. Стоит также заметить, что особую опасность огонь представляет для жизни и имущества человека.

Что же является причиной горения?

Причиной горения является процесс, когда горючий материал соприкасается с окислителем, в основном, это кислород или водород, на который воздействует источник тепла или повышенной температуры. Стоит убрать один из элементов, и горение прекратится. Некоторым веществам не требуется источник тепла от внешнего источника, они сами могут нагреваться и выделять тепло. Когда вещество само нагревается, а затем воспламеняется и горит – этот процесс называют самовоспламенением.

Процесс самовоспламенения характерен для всех горючих веществ, вне зависимости от их агрегатного состояния. Но в технике и в быту причиной воспламенения является воздействие на них иск, пламени или накаленных предметов.

Использование горения в быту и промышленности

Ежедневно мы используем процесс горения для приготовления пищи, обогрева помещения и его освещения. Не стоит забывать, что воспламенение, а в итоге пожар, могут застать вас как на работе, так и дома, а все из-за короткого замыкания. Чтобы короткое замыкание не произошло, рекомендуется проверять измерение сопротивления изоляции хотя бы один раз в год, так вы сможете обеспечить безопасность своей семьи или своих сотрудников.

В промышленности процесс горения используется практически повсеместно, ведь мало в каких сферах не требуется присутствие огня. Ведь сколько в стране предприятий металлургического, химического направления, а также теплоэлектростанций. На любом из этих предприятий используется огонь, даже пламя, с очень высокими температурами. Конечно, там соблюдаются правила пожарной безопасности, произведена огнезащитная обработка оборудования и имеется противопожарный водопровод.

Используйте процесс горения разумно, не проводите опасных испытаний дома, а на природе не забывайте тушить после себя костры. Соблюдайте правила пожарной безопасности.