La Θεωρία Καύσης αντιστοιχεί σε μια πολύ περίπλοκη διαδικασία στην αλληλεπίδραση στοιχείου καυσίμου και οξυγόνου. Μετά από πολλά χρόνια όπου οι επιστήμονες αγνόησαν τι πραγματικά ήταν, τελικά ένας Γάλλος μπόρεσε να του δώσει τη σωστή εξήγηση.
Τι είναι η Θεωρία Καύσης;
Ας ξεκινήσουμε πρώτα με την οξείδωση, η οποία είναι μια αντίδραση κατά την οποία κάποιο σύνθετο στοιχείο αλληλεπιδρά με το οξυγόνο, χημικά μιλώντας λέγεται ότι μέσω αυτής της διαδικασίας το στοιχείο χάνει ηλεκτρόνια.
Λέμε λοιπόν ότι η καύση είναι όταν συμβαίνει αυτή η αντίδραση και το καύσιμο που εμπλέκεται απελευθερώνει θερμική ενέργεια δημιουργώντας μια λαμπερή φλόγα ή μια φευγαλέα έκλαμψη. Πολλές φορές μπορεί να μην περιλαμβάνει καν φωτιά, μπορεί απλώς να είναι αέριο που εκπέμπει θερμότητα.
Το οξυγόνο συμβάλλει στην αντίδραση με ένα στοιχείο που ονομάζεται οξειδωτικό, το οποίο επιτρέπει την οξείδωση να πραγματοποιηθεί γρήγορα και το καύσιμο μπορεί να απελευθερώσει ενέργεια. Το καύσιμο πρέπει να είναι κάτω από ορισμένες συνθήκες για να φτάσει σε ένα σημείο, που ονομάζεται σημείο ανάφλεξης και για όλα τα καύσιμα υπάρχουν διαφορετικές συνθήκες, όλα αυτά για να επιτευχθεί αυτή η αντίδραση.
Συνήθως τα καύσιμα είναι οργανικής προέλευσης, μπορούν να προέρχονται από ζώα ή φυτά και επεξεργάζονται με διαφορετικούς τρόπους για να γίνουν χρήσιμα προϊόντα για να τα χρησιμοποιεί ο άνθρωπος στην καθημερινότητά του.
Δεν χρειάζεται να είσαι πολύ έξυπνος άνθρωπος για να ξέρεις όλα όσα αντιπροσωπεύει η φωτιά στη ζωή, είναι το στοιχείο που δίνει τη δυνατότητα σε πολλές πτυχές της καθημερινότητάς μας, όπως η μεταφορά, το μαγείρεμα, η παραγωγή υλικών, μας παρέχει ηλεκτρισμό και πολλούς άλλους σκοπούς που είναι βασικής ανάγκης για τη διατήρηση της ζωής όπως είναι σήμερα.
Ιστορία της Θεωρίας Καύσης
Ιστορικά το θεωρία καύσης Αντιστοιχεί σε μια διαδικασία που οι πρωτόγονοι θεωρούσαν αίνιγμα, μετά από πολλούς αιώνες μελετών, πειραμάτων και παρατηρήσεων ήταν αντικείμενο διαμάχης μεταξύ των μεγάλων επιστημόνων που προσπάθησαν να ανακαλύψουν ποια ήταν η διαδικασία πίσω από αυτή την αντίδραση.
Το έτος 1718 ένας Γερμανός έδωσε ένα όνομα σε ένα στοιχείο που υποτίθεται ότι ήταν η αιτία αυτής της αντίδρασης, αφού είπε ότι κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας η ένωση που οξειδώθηκε και ήταν η πηγή της φλόγας, περιείχε το υποτιθέμενο στοιχείο που απελευθερώθηκε κατά την επαφή. με οξυγόνο, αν η αντίδραση διήρκεσε λίγο, ήταν επειδή είχε ήδη απελευθερωθεί όλη η ουσία.
Του δόθηκε το όνομα phlogiston και χρησιμοποιήθηκε σε διάφορες προτάσεις για την αλληλεπίδραση του οξυγόνου και άλλων άκαυλων στοιχείων, τα οποία όμως μπορούσαν επίσης να οξειδωθούν. Πολλά χρόνια αργότερα διαπιστώθηκε ότι η πρόταση ήταν λάθος, ωστόσο, λίγοι επιστήμονες την άφησαν απαρατήρητη και προέβαλαν επιχειρήματα που δικαιολογούσαν την ύπαρξη φλογιστόνης στα καύσιμα.
Ήταν περίπου το έτος 1788 που ο Antoine Lavoisier, ένας Γάλλος χημικός, απέρριψε την ιδέα του phlogiston και πρότεινε ότι μεταξύ πολλών Τύποι χημικών αντιδράσεων, όταν το οξυγόνο αλληλεπιδρά με το στοιχείο τότε προκαλείται μια αντίδραση που ονομάζεται οξείδωση, από την άλλη πλευρά αν η διαδικασία ήταν αντίστροφη λέγεται ότι ήταν η αναγωγή, όπου αντί να χαθούν ηλεκτρόνια αποκτήθηκαν.
Ωστόσο, φαινόταν ότι εκείνη την εποχή όλοι ήταν υπέρ της θεωρίας του φλογιστονίου, οπότε ο Γάλλος, παρέα με έναν συνάδελφό του, ίδρυσε ένα περιοδικό στο οποίο δημοσίευσαν την έρευνά τους, ήταν εκείνη η στιγμή που όλοι απέρριψαν το φλογίστον ως στοιχείο.
Ήταν επίσης εκείνη η στιγμή που του δόθηκε ο τίτλος του «πατέρα της σύγχρονης χημείας», αφού μαζί του άρχισαν να εκτιμώνται όλα τα στοιχεία αυτής της επιστήμης.
Πολλοί επιστήμονες της εποχής αγνόησαν τη σημασία του οξυγόνου ως στοιχείου, μόνο όταν ο Antoine ήρθε να προτείνει τη θεωρία του για την οξείδωση των στοιχείων, πολλές ερωτήσεις σχετικά με προηγούμενες θεωρίες (βασισμένες στο phlogiston) διαλύθηκαν.
Τάξεις καύσης
Ανάλογα με το περιβάλλον και το στοιχείο που εμπλέκεται στην καύση, θα μπορούσε να είναι τριών διαφορετικών κατηγοριών, θα τις αναφέρουμε όλες παρακάτω:
ατελής καύση
Συμβαίνει όταν δεν υπάρχει αρκετό οξυγόνο στην αντίδραση για να προκαλέσει την πλήρη οξείδωση του στοιχείου, για παράδειγμα. στην περίπτωση του άνθρακα, δεν θα μπορεί να γίνει διοξείδιο του άνθρακα (κάτι που θα συνέβαινε αν ολοκληρωθεί η οξείδωση), αλλά θα παραμείνει ως μονοξείδιο του άνθρακα.
Είναι αυτονόητο ότι το στοιχείο που εμπλέκεται θα είναι μισοκαμένο, με τέτοιο τρόπο, που θεωρείται ότι βρίσκεται σε μεσαίο σημείο και για το λόγο αυτό ονομάζεται ατελής καύση, το προϊόν που προκύπτει από αυτή την αντίδραση ονομάζεται άκαυστο, για προφανείς λόγους.
Πλήρης Καύση
Σε αντίθεση με την ημιτελή καύση, στην περίπτωση αυτή η διαδικασία οξείδωσης ολοκληρώνεται με επιτυχία, χάρη στο γεγονός ότι το καύσιμο που χρησιμοποιήθηκε το επιτρέπει και ότι το περιβάλλον είναι ικανό για επαρκές οξυγόνο, ακόμη και πλεόνασμα, αφού οι Καύσεις που φτάνουν στο μέγιστο μεγαλείο τους και επιτρέπουν η οξείδωση να συμβεί σε όλη τη σύνθεση του στοιχείου, αν είναι δυνατόν, όχι μόνο στο καύσιμο.
Είναι σημαντικό ο αέρας να είναι ένας πλεονάζων παράγοντας για να μπορεί να προκύψει αυτή η καύση, διαφορετικά θα ήταν στα μισά, όπως σε μια ημιτελή καύση.
Ουδέτερη ή Στοιχειομετρική Καύση
Μπορούν να παραχθούν μόνο σκόπιμα σε περιβάλλον κατάλληλο για αυτή τη διαδικασία και συνίσταται στη δοκιμή των κατάλληλων στοιχείων ώστε να μην ξεπεραστεί κάποιο χαρακτηριστικό της σύνθεσής τους και να καταλήξει σε πλήρη καύση.
Αυτό, μαζί με τη σωστή ποσότητα οξυγόνου, θα είναι αρκετό για να δημιουργήσει μια αντίδραση που οξειδώνει με ακρίβεια τα στοιχεία, επιτρέποντας έναν επιτυχημένο και όχι τεράστιο μετασχηματισμό.
Στάδια Θεωρίας Καύσης
Όπως αναφέραμε προηγουμένως, η καύση είναι στην πραγματικότητα μια πολύ γρήγορη αντίδραση και είναι περίεργο να πιστεύουμε ότι έχει στάδια, αλλά αν έχει, απλά συμβαίνουν τόσο γρήγορα που είναι πολύ δύσκολο να την αφομοιώσεις, γίνονται αντιληπτά μόνο σε ελεγχόμενο περιβάλλον. και ως αντικείμενο μελέτης.
Η διαδικασία της θεωρίας της καύσης είναι πολύ περίπλοκη από το πρώτο έως το τελευταίο στάδιο, σε αυτά τα λίγα δευτερόλεπτα υπάρχουν πολλές χημικές διεργασίες που συμβαίνουν ταυτόχρονα, ωστόσο, αυτές οι φάσεις είναι Στόχοι έρευνας Σε πολλές μελέτες και οι χημικές αντιδράσεις που δημιουργούνται σε αυτή τη διαδικασία, εξακολουθούν να εκπλήσσουν το μυαλό πολλών λαμπρών επιστημόνων.
Τα στάδια του θεωρία καύσης ήχου:
- προ-αντίδραση: Σε αυτό το στάδιο οι ρίζες σχηματίζονται μέσω της διασποράς των συστατικών του υδρογονάνθρακα, αργότερα αρχίζουν να αλληλεπιδρούν με το οξυγόνο. Οι ρίζες είναι πολύ κυμαινόμενες μονάδες και κατά τη διαδικασία τείνουν να αναπτύσσονται και να αποσυντίθενται πολύ γρήγορα, εάν η καύση είναι πολύ ασταθής και η ταχύτητα με την οποία παράγονται οι ρίζες δεν ταιριάζει με αυτή της διαδικασίας, μπορεί να συμβεί έκρηξη.
- Δεύτερο επίπεδο: Αυτό συμβαίνει όταν όλα τα μέρη της διαδικασίας ενώνονται και προκαλούν οξείδωση, υπάρχει μια μαζική ανταλλαγή ηλεκτρονίων μεταξύ του οξυγόνου και του καυσίμου. Είναι επίσης το στάδιο της καύσης όπου παράγεται περισσότερη θερμότητα, δίνοντας τη θέση του στο σχηματισμό της φλόγας.
- Τελικό στάδιο: Ανάλογα με τον τύπο της καύσης, θα καθορίσει το τέλος της, αλλά συνήθως είναι όταν ολοκληρωθεί η διαδικασία οξείδωσης και σχηματίζονται αέρια που είναι το αποτέλεσμα της αντίδρασης.
Αποτέλεσμα Θεωρίας Καύσης
Αυτός ο τύπος αντίδρασης παράγει τον σχηματισμό υπολειμμάτων που είναι αποτέλεσμα της οξείδωσης των στοιχείων καυσίμου, συνήθως μερικά από αυτά είναι αέρια που είναι εξαιρετικά επιβλαβή για την υγεία των ανθρώπων, καθώς και ρυπαίνουν τον αέρα, επηρεάζουν επίσης τα ζώα και τα κινούμενα προς την ατμόσφαιρα επιδεινώνοντας το φαινόμενο του θερμοκηπίου, με αυτό να προκαλεί άλλες επιπλοκές για το περιβάλλον.
Αυτό το είδος απορριμμάτων θα μπορούσε να χωριστεί σε δύο κατηγορίες που αναφέρουμε παρακάτω:
- Αέριο: Εκτός από αυτό που αντιπροσωπεύει ο όρος για πολλούς, στην πραγματικότητα μερικά από αυτά τα αέρια δεν μπορούν καν να παρατηρηθούν από τη μύτη του ανθρώπου, αλλά όλα θα είναι πάντα σύμφωνα με το καύσιμο που εμπλέκεται στην αντίδραση.
Ανάμεσα στα αέρια που μπορεί να είναι επιβλαβή είναι το μονοξείδιο του άνθρακα, γνωστό και ως ο σιωπηλός δολοφόνος, καθώς δεν γίνεται αντιληπτό με καμία έννοια και όταν αυτό το αέριο εισπνέεται υπερβολικά, εισέρχεται στους πνεύμονες και στη συνέχεια περνά στις φλέβες αντικαθιστώντας το οξυγόνο στο αίμα, που για μεγάλο χρονικό διάστημα προκαλεί θάνατο.
- αναθυμιάσεις: Ο καπνός είναι ένας σχηματισμός που αποτελείται από διαφορετικά αέρια και στοιχεία που εμπλέκονται στη διαδικασία της καύσης, έχει επίσης κάποια σωματίδια που απελευθερώνονται από το καύσιμο και διασκορπίζονται στον αέρα. Ο καπνός είναι αποτέλεσμα ατελούς καύσης κατά την οποία η οξείδωση δεν έγινε πλήρως και η αποσύνθεση των στοιχείων διασκορπίστηκε στον αέρα.
Το χρώμα του νέφους μπορεί να πει πολλά για τη σύνθεση των αερίων που διασκορπίζονται, για παράδειγμα. Εάν το χρώμα είναι ανοιχτό, αυτό σημαίνει ότι το πιο άφθονο στοιχείο είναι το οξυγόνο και δεν είναι τοξικό, αλλά μπορεί να είναι πολύ ενοχλητικό για τη μύτη και το λαιμό. Από την άλλη, αν είναι μαύρο ή με διαφορετικές αποχρώσεις, πρέπει να είστε προσεκτικοί, αφού αυτό υποδηλώνει ότι υπάρχει συνδυασμός πολύ επιβλαβών αερίων.
