燃烧及其利用三要素
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燃烧的三要素是可燃物、助燃物和氧气
燃烧,作为一种常见的化学反应现象,是指可燃物在助燃物和氧气的共同作用
下发生的热反应。
燃烧的过程需要三个关键要素:可燃物、助燃物和氧气。
1. 可燃物
可燃物是燃烧过程中不可或缺的一部分,它是指能够燃烧的物质,通常是碳氢
化合物、木材、纸张、石油等具有燃烧性质的物质。
在燃烧过程中,可燃物会发生氧化反应,放出能量并产生火焰、热量和烟雾等。
2. 助燃物
助燃物是指在燃烧反应中起到助燃作用的物质,常见的助燃物包括氧气、空气等。
助燃物能够促进燃烧反应的进行,提高燃烧速度和效率,使燃烧反应更加剧烈。
3. 氧气
氧气是燃烧反应中最主要的助燃物,它在燃烧过程中起着至关重要的作用。
氧
气与可燃物发生氧化反应,释放出大量能量,推动燃烧反应的进行。
缺乏氧气会导致燃烧反应无法进行或速度缓慢。
总的来说,燃烧的三要素——可燃物、助燃物和氧气之间密不可分,它们共同
作用才能产生火焰和热量,推动燃烧反应的进行。
只有三者合理组合和比例,燃烧过程才能高效、稳定地进行。
燃烧是人类社会发展中不可或缺的过程,了解燃烧的三要素有助于我们更好地
控制和利用燃烧反应,在生产、生活等方面发挥积极作用。
火灾燃烧过程解析燃烧是一种常见的化学反应,当可燃物与氧气或其他氧化剂接触时,会产生火焰、热量和光线。
火灾是火焰失去控制的过程,可能导致严重的财产损失、人员伤亡和环境污染。
本文将详细解析火灾燃烧的过程,包括燃烧三要素、燃烧过程和常见的火灾防控措施。
一、燃烧三要素燃烧是一种氧化还原反应,需要满足三个条件,即燃料、氧气和点火源。
这三个条件也被称为燃烧三要素。
1. 燃料:燃料是可燃物质,常见的燃料包括固体、液体和气体。
固体燃料如木材、纸张,液体燃料如汽油、酒精,气体燃料如天然气、煤气。
燃料的选择与火灾的性质和规模密切相关。
2. 氧气:氧气是支持燃烧的氧化剂,在空气中的含量约为21%。
足够的氧气供应能够促进燃烧过程的进行。
3. 点火源:点火源是引发火焰的能量源,常见的点火源包括明火、电弧和高温表面等。
一旦点火源接触到燃料,就会引发燃烧反应。
二、燃烧过程燃烧过程可以分为点火阶段、火焰扩展阶段和火势蔓延阶段三个阶段。
接下来,将详细描述每个阶段的特点。
1. 点火阶段:点火阶段是燃烧的起始阶段,燃料与点火源接触后发生燃烧反应。
在这个阶段,点火源提供了足够的能量,将燃料加热到可燃温度。
一旦燃料达到可燃温度,就会释放出可燃气体,进一步加剧燃烧反应。
2. 火焰扩展阶段:火焰扩展阶段是燃烧的持续阶段,火焰在短时间内快速蔓延。
燃料的可燃气体在与氧气接触后燃烧,产生大量热量和火焰。
火焰的燃烧释放的热能将在燃料周围产生更多的可燃气体,使火焰不断扩展。
3. 火势蔓延阶段:火势蔓延阶段是火灾最严重的阶段,火焰蔓延至周围的物体上,引发更大范围的燃烧。
在这个阶段,火灾可能迅速蔓延,导致严重损失和危害。
火灾的蔓延速度受到燃料种类、物体密度和环境条件的影响。
三、火灾防控措施为了减少火灾的发生和降低火灾的危害,需要采取一系列的防控措施。
以下是常见的火灾防控措施:1. 火源控制:及时清除和隔离点火源,减少火灾发生的可能性。
对于一些易燃物品,应储存在安全的位置,远离火源和电器设备。
燃烧三要素是指什么燃烧时会产生什么燃烧的三要素是可燃物、助燃物、着火源。
想要发生燃烧,三要素缺一不可。
可燃物:指能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧反应的物质。
如木材、纸张、布料等;助燃物:能帮助和支持可燃物质燃烧的物质,即能与可燃物发生氧化反应的物质。
如空气、氧气;着火源:指供给可燃物与助燃剂发生燃烧反应能量的来源。
燃烧的三要素是什么燃烧的三要素是可燃物、助燃物、着火源。
想要发生燃烧,三要素缺一不可。
A.可燃物:指能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧反应的物质。
如木材、纸张、布料等,可燃物中有一些物品,遇到明火特别容易燃烧,称为易燃物品,常见的有汽油、酒精、液化石油气等。
B.助燃物:能帮助和支持可燃物质燃烧的物质,即能与可燃物发生氧化反应的物质。
如空气、氧气。
C.着火源:指供给可燃物与助燃剂发生燃烧反应能量的来源。
除明火外,电火花、摩擦、撞击产生的火花及发热,造成自燃起火的氧化热等物理化学因素都能成为着火源。
物体燃烧时会产生什么一般来说物体燃烧时产生的气体中会有氧元素(用氧气助燃的话),例如:二氧化碳,一氧化碳,二氧化硫等。
如果在燃烧过程中生成的产物不能再燃烧了,那么这种燃烧叫做完全燃烧,其产物称为完全燃烧产物。
如CO2,SO2,H2O,P2O5等都为完全燃烧产物。
如果在燃烧过程中生成的产物还能继续燃烧,那么这种燃烧叫做不完全燃烧,其产物为不完全燃烧产物。
例如碳在空气不足的条件下燃烧,其燃烧产物为一氧化碳,由于其与氧气还可继续燃烧生成二氧化碳,所以其为不完全燃烧产物。
不完全燃烧产物是由于温度太低或空气不足造成的。
燃烧热的定义燃烧热是指物质与氧气进行完全燃烧反应时放出的热量。
它一般用单位物质的量、单位质量或单位体积的燃料燃烧时放出的能量计量。
燃烧反应通常是烃类在氧气中燃烧生成二氧化碳、水并放热的反应。
燃烧热可以用弹式量热计测量,也可以直接查表获得反应物、产物的生成焓再相减求得。
一、燃料及其利用【知识要点1】燃烧及燃烧的条件1.通常的燃烧是指可燃物跟氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应。
燃烧需要同时满足三个条件:⑴可燃物;⑵与氧气(或空气)接触;⑶温度达到可燃物的着火点。
影响燃烧现象的因素:可燃物的性质、氧气的浓度、与氧气的接触面积使燃料充分燃烧的两个条件:(1)要有足够多的空气(2)燃料与空气有足够大的接触面积。
2.着火点:达到燃烧所需的最低温度。
着火点是物质本身的固有属性。
因此不能说用降低着火点的方法来灭火,而只能是降温到着火点以下。
3.灭火的原理和方法①灭火的原理:(破坏燃烧的条件,三者破坏其一就可灭火,也可同时都破坏)⑴清除可燃物或使可燃物跟其他物品隔离;⑵隔绝氧气(或空气)⑶使温度降低到着火点以下当被困火灾区,应用捂住口鼻,低下身子贴近地面跑出火灾区。
②几种常用灭火器的适用范围⑴泡沫灭火器:用来扑灭木材、棉花等燃烧而引起的失火。
⑵干粉灭火器:具有流动性好、喷射率高、不腐蚀容器和不易变质等优良性能,除用来扑灭一般火灾外,还可用来扑灭油、气等燃烧引起的失火。
⑶二氧化碳灭火器:灭火时不留下任何痕迹而使物体损坏,因此用来扑灭图书档案、贵重设备、精密仪器等处的失火。
4.易燃物和易爆物的安全知识①爆炸:可燃物在有限的空间内急速燃烧,气体体积迅速膨胀而引起爆炸。
②一切可燃性的气体或粉尘、可燃性液体的蒸气,在空气(或氧气)中的混合物达到爆炸极限,遇到明火就易发生爆炸。
家用煤气一旦泄露,应立刻关闭阀门,打开窗通风,千万不要开动电器开关,以免发生爆炸。
③可燃物与氧气接触面积越大,燃烧越剧烈爆炸越危险。
④认识一些与燃烧和爆炸有关的图标(参看课本)5.缓慢氧化自燃氧化反应人的呼吸中包含缓慢氧化。
(放热)剧烈氧化(发光)二、燃料和热量【知识要点2】化石燃料(包括煤、石油、天然气---混合物、均为不可再生能源)⒈煤:被称为“工业的粮食”。
⑴煤是一种混合物,主要含有碳元素。
⑵煤燃烧放出的热量,主要是碳元素和氧元素反应放出的。
燃烧条件与灭火原理
燃烧条件有三个基本要素:燃料、氧气和点火源。
1. 燃料:燃料是可燃物质,如木材、纸张、油类、气体等。
它在一定条件下能够燃烧,并释放能量。
燃料必须具备易燃性,即能够被点火引燃。
2. 氧气:氧气是燃烧的必备气体。
它以空气中的氧气为主要供应源,支持燃料的氧化反应。
氧气的浓度对燃烧的发生和发展起着重要作用,通常要求供应的氧气浓度在可燃物与空气的最佳比例范围内。
3. 点火源:点火源是燃料开始燃烧的起火装置。
它可以是明火、火花、电火花、高温表面等。
点火源能够提供足够的能量,使燃料发生自燃反应,从而引发燃烧。
灭火原理包括以下几个方面:
1. 剥夺燃料:灭火时可以通过剥夺燃料与氧气之间的接触来抑制燃烧。
例如采取隔离措施、将燃料迅速移动到无氧气环境中等。
2. 阻断氧气供应:灭火时还可以通过阻断氧气供应来抑制燃烧。
例如采用灭火器、泡沫、水雾等灭火剂,将火源覆盖或隔离,使氧气无法进入。
3. 降低温度:灭火时也可以通过降低温度来抑制燃烧。
例如采
用水喷射、喷雾等方式将温度降低,以减少燃料的蒸发和燃烧速度。
4. 清除自由基:灭火时还可以通过清除燃烧反应中产生的自由基来抑制燃烧。
例如采用灭火剂中的抑制剂,能够吸收或转化自由基,从而阻止燃烧链反应的进行。
第7单元燃烧及其利用一、燃烧和灭火1、燃烧的条件:(缺一不可)(1)可燃物(2)氧气(或空气)(3)温度达到着火点2、灭火的原理:(只要消除燃烧条件的任意一个即可)(1)消除可燃物(2)隔绝氧气(或空气)(3)降温到着火点以下3、影响燃烧现象的因素:可燃物的性质、氧气的浓度、与氧气的接触面积使燃料充分燃烧的两个条件:(1)要有足够多的空气(2)燃料与空气有足够大的接触面积。
4、爆炸:可燃物在有限的空间内急速燃烧,气体体积迅速膨胀而引起爆炸。
一切可燃性气体、可燃性液体的蒸气、可燃性粉尘与空气(或氧气)的混合物遇火种均有可能发生爆炸。
二、燃料和能量1、三大化石燃料: 煤、石油、天然气(混合物、均为不可再生能源)(1)煤:“工业的粮食”(主要含碳元素);煤燃烧排放的污染物:SO2、NO2(引起酸雨)、CO、烟尘等(2)石油:“工业的血液”(主要含碳、氢元素);汽车尾气中污染物:CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘(3)天然气是气体矿物燃料(主要成分:甲烷),是较清洁的能源。
2、两种绿色能源:沼气、乙醇(1)沼气的主要成分:甲烷甲烷的化学式: CH4 (最简单的有机物,相对分子质量最小的有机物)物理性质:无色,无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。
化学性质: 可燃性 CH4+2O点燃CO2+2H2O (发出蓝色火焰)(2)乙醇 (俗称:酒精, 化学式:C2H5OH)化学性质: 可燃性 C2H5OH+ 3O点燃2CO2+3H2O工业酒精中常含有有毒的甲醇CH3OH,故不能用工业酒精配制酒!乙醇汽油:优点(1)节约石油资源(2)减少汽车尾气(3)促进农业发展(4)乙醇可以再生3、化学反应中的能量变化(1)放热反应:如所有的燃烧(2)吸热反应:如一般条件为“高温”的反应4、新能源:氢能源、太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能氢气是最理想的燃料:(1)优点:资源丰富,放热量多,无污染。
(2)需解决问题:①如何大量廉价的制取氢气?②如何安全地运输、贮存氢气?美文欣赏1、走过春的田野,趟过夏的激流,来到秋天就是安静祥和的世界。
初中化学燃烧的三要素是什么
燃烧的要素
1.可燃物。
可燃物是指能与空气中的氧气起燃烧反应的物质。
如:纸张、木材、布匹、汽油、液化石油气等。
2.着火源。
着火源是指能引起可燃物燃烧的热能源。
常见的火焰、火星、电火花、高温物体等都是能直接释放出热能的着火源。
还有些不易被人们注意的,如静电放电、化学反应放热、光线照射、撞击与摩擦等。
3.助燃物。
助燃物是指本身不能燃烧,而在其他物质燃烧时能提供燃烧所需的氧的物质,如空气等。
燃烧化学方程式
1.镁在空气中燃烧:2Mg+O2=点燃=2MgO
2.铁在氧气中燃烧:3Fe+2O2=点燃=Fe3O4
3.铜在空气中受热:2Cu+O2=△=2CuO
4.铝在空气中燃烧:4Al+3O2=点燃=2Al2O3
5.氢气中空气中燃烧:2H2+O2=点燃=2H2O
化学反应现象大全
1.镁条在空气中燃烧发出耀眼强光,放出大量热,生成白烟同时生成一种白色物质。
2.木条在氧气中燃烧放出白光,放出热量。
3.硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成一种有刺激性气味的气体。
4.铁丝在氧气中燃烧剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体物质。
5.加热试管中碳酸氢铵有刺激性气味气体生成,试管口有液滴生成。
九年级上化学燃烧及其利用知识点
九年级上化学的燃烧及其利用的主要知识点包括以下几个方面:
1. 燃烧的概念和特征:燃烧是指物质和氧气发生化学反应,释放出大量的热和光。
燃
烧具有明亮的火焰、放热和发光等特征。
2. 燃烧的条件:燃烧需要三个条件,即燃料、氧气和着火温度。
没有这三个条件之一,燃烧就无法进行。
3. 燃烧的类型:根据燃烧过程中的火焰形态和燃烧产物,可以将燃烧分为明火燃烧和
隐火燃烧两种类型。
4. 燃烧的能量变化:燃烧是一种放热反应,燃料物质在燃烧过程中将化学能转变为热
能和光能。
5. 燃烧产品:燃烧的产物主要包括二氧化碳、水和燃料中的杂质。
不完全燃烧时还会
产生一氧化碳等有害气体。
燃烧及其利用的相关知识点包括以下几个方面:
1. 火的利用:火的利用主要包括烧火取暖、烧火煮食、照明等。
2. 燃烧与能源利用:燃烧是一种能源的转化方式,能够提供大量的热能和光能。
热能
可以用于发电、加热等方面,光能可以用于照明、光电转换等。
3. 燃烧与环境保护:燃烧产生的一氧化碳、二氧化碳等有害气体对环境有一定的污染
作用,因此要注意控制燃烧过程中的气体排放,减少对环境的影响。
4. 节能减排:在能源利用过程中,可以通过提高能源利用效率、减少燃烧产物排放等方式实现节能减排的目标。
以上就是九年级上化学燃烧及其利用的主要知识点。
可燃物助燃物火源称为燃烧三要素
燃烧是一种常见的化学反应过程,当可燃物、助燃物和火源三者相互作用时,
就会产生火焰和燃烧现象。
这三个要素被称为燃烧的三要素,缺一不可。
下面将分别介绍这三要素的作用和重要性。
可燃物
可燃物是参与燃烧反应的物质,它们可以在适当条件下与助燃物和火源发生化
学反应,释放出热量和产生火焰。
可燃物的种类多种多样,包括固体、液体和气体等。
在自然界和日常生活中,常见的可燃物包括木材、石油制品、天然气等。
可燃物在燃烧反应中起到提供能量的作用,是燃烧过程中不可或缺的要素。
助燃物
助燃物是一种能够加速燃烧反应的物质,它并不直接参与到燃烧的化学反应中,但可以促进可燃物和火源之间的相互作用,使燃烧反应更加剧烈。
在很多情况下,氧气是最常见的助燃物,因为氧气是燃烧反应中必不可少的氧化剂。
除了氧气外,还有一些其他物质,如硝酸钾等,也可以充当助燃物的角色。
火源
火源是引发燃烧反应的外部能量,常见的火源包括明火、火花、高温热源等。
火源能够提供使可燃物和助燃物发生反应所需要的能量,从而引发燃烧反应。
在自然界中,闪电和太阳光等自然现象都可以作为火源引发燃烧。
在日常生活中,火柴、打火机等工具也可以作为火源引发燃烧。
综上所述,可燃物、助燃物和火源是构成燃烧反应的三要素,它们共同作用才
能产生火焰和燃烧现象。
在理解燃烧原理的同时,我们也要正确使用火源,妥善管理可燃物,以确保火灾和燃烧事故的安全防范。
愿我们在日常生活和工作中,时刻注意燃烧的三要素,保持安全意识,避免不必要的风险和危险。
可燃物助燃物是物质燃烧的三要素
引言
在日常生活中,我们常常接触到火焰、燃烧现象,那么是什么让物质燃烧呢?
就像我们点燃一根蜡烛一样,为什么蜡烛会燃烧?究竟燃烧是怎样发生的呢?本文将围绕可燃物、助燃物和氧气这三个要素展开讨论,解释燃烧现象的基本原理。
可燃物
首先我们要了解什么是可燃物。
可燃物指的是可以在氧气存在的条件下燃烧的
物质,常见的可燃物包括木材、纸张、石油等。
这些物质通常由碳、氢、氧等元素组成,能够在发生化学反应的过程中与氧气反应产生热量和火焰。
助燃物
除了可燃物之外,助燃物也是物质燃烧不可或缺的要素。
助燃物通常是一些能
够增加燃烧速率的物质,例如空气、氧气、氮气等。
助燃物会提供氧气等氧化剂,促进可燃物与氧气的反应,加速燃烧过程的进行。
氧气
氧气作为燃烧过程的另一重要组成部分,是燃烧过程中发生氧化反应的必需品。
在燃烧的过程中,可燃物与氧气发生化学反应,生成二氧化碳和水等物质,同时释放出能量。
没有足够的氧气供给,燃烧过程将无法进行。
燃烧过程
当可燃物、助燃物和氧气三要素具备时,燃烧过程就会发生。
首先,可燃物受
到热源或火焰点燃,开始发生氧化反应;同时助燃物的作用下,氧气与可燃物反应生成燃烧产物,释放大量热量和光能。
这种连续的氧化反应过程就是燃烧过程。
结论
可燃物、助燃物和氧气是构成物质燃烧的三要素,它们共同作用,推动了燃烧
过程的进行。
了解这三要素对于我们理解燃烧过程,有效防止火灾等具有重要意义。
通过本文的介绍,希望读者对燃烧现象有更深入的理解。
燃烧的原理是什么燃烧是一种常见的化学反应,它在我们日常生活中随处可见,但是它的原理却并不是那么简单。
燃烧是指物质在氧气的存在下放出热量和光线的化学反应。
那么,燃烧的原理究竟是什么呢?首先,我们需要了解燃烧的基本要素。
燃烧的三个基本要素是燃料、氧气和着火点。
燃料可以是固体、液体或气体,它在燃烧过程中会释放出能量。
氧气是燃烧的氧化剂,它与燃料发生化学反应,从而产生燃烧所需的能量。
着火点是燃料点燃所需要的最低温度,只有当燃料达到了着火点,才能与氧气发生反应,产生火焰。
燃烧的原理可以用化学方程式来表示。
一般来说,燃烧的化学方程式可以写成燃料加氧气生成二氧化碳和水的形式。
例如,木材燃烧的化学方程式可以写成,木材(燃料)+氧气→二氧化碳+水+能量。
这个化学方程式表明,在燃烧的过程中,木材与氧气发生化学反应,产生了二氧化碳和水,并释放出了能量。
燃烧的原理实质上是一种氧化还原反应。
在燃烧过程中,燃料失去电子,氧气接受电子,从而产生了能量。
这种氧化还原反应释放出的能量,就是我们所看到的火焰和所感受到的热量。
除了氧气,还有其他氧化剂也可以参与燃烧反应。
例如,硝酸可以作为氧化剂参与燃烧反应,它可以使燃料燃烧得更加剧烈。
这也说明了燃烧的原理并不局限于氧气,只要有氧化剂参与,燃烧反应就可以发生。
燃烧的原理还涉及到燃烧的三个必要条件,燃料、氧气和着火点。
只有当这三个条件齐备时,燃烧反应才能发生。
如果缺少了其中任何一个条件,燃烧反应就无法进行。
这也说明了燃烧的原理是一个相对复杂的过程,需要多种因素共同作用才能实现。
总的来说,燃烧的原理是燃料与氧气发生氧化还原反应,产生能量和产物的过程。
这个过程需要满足燃烧的三个基本要素,才能实现。
通过了解燃烧的原理,我们可以更好地理解燃烧的过程,以及如何更加有效地利用燃烧的能量。
燃烧重要基础知识点燃烧是指物质与氧气发生化学反应,放出能量并伴随着火焰、热和光的现象。
作为一种常见的化学反应,燃烧在我们日常生活中无处不在,了解燃烧的基础知识点对于我们理解火灾的原因以及进行火灾预防和灭火工作具有重要意义。
1. 燃烧的必备条件:燃烧需要三个基本要素,即燃料、氧气和足够的热量。
燃料是指能够与氧气发生反应产生能量的物质,如木材、煤炭、石油和天然气等。
氧气则是燃烧的气体供应源,一般来自空气中的氧分子。
热量则是激发燃料与氧气发生反应的能源。
2. 燃烧的反应类型:燃烧反应是一种氧化还原反应,通常是燃料和氧气之间的强烈反应。
在燃烧过程中,燃料被氧气氧化,生成二氧化碳、水和释放出能量。
这种类型的反应也被称为完全燃烧。
此外,不完全燃烧也是一种常见的燃烧类型,它发生在氧气供应不足的情况下,导致燃料无法完全氧化,产生一些残留物如一氧化碳和碳颗粒。
3. 火焰的形成:当燃料和氧气在一定条件下相遇时,就会发生火焰的形成。
火焰是燃烧过程中释放出的可见明亮的燃烧产物。
当燃料与氧气发生反应并释放出能量时,这些能量以热量和光的形式释放出来。
光的能量在我们的视觉系统中被感知为火焰。
4. 火灾防控措施:了解燃烧的基础知识点对于进行火灾防控工作至关重要。
预防火灾的措施包括定期检查和维护电气设备、正确使用火源(如燃气、蜡烛等)、妥善处理易燃物品以及建立有效的消防设备和措施。
在火灾发生时,正确的灭火方法也是至关重要的,常见的灭火方法包括使用灭火器、灭火器具和灭火系统等。
总结:燃烧作为一种常见的化学反应,在日常生活中起着重要作用。
掌握燃烧的基础知识点不仅有助于理解火灾的原因,还有助于进行火灾预防和灭火工作。
燃烧的原理时间燃烧是指物质与氧气发生化学反应产生热与光的过程。
燃烧的原理可以从燃烧的三要素、燃烧的反应机理和燃烧的热学特性等方面来进行解释。
首先,燃烧的三要素是燃料、氧气和着火源。
燃料是燃烧过程中提供能量的物质,可以是固体、液体或气体。
常见的燃料包括木材、煤炭、石油、天然气等。
氧气是燃烧的氧化剂,是使燃料与氧气发生反应产生能量的关键因素。
而着火源则是启动燃烧反应的初始能量,可以是明火、电火花等。
只有当这三要素同时具备时,燃料才能燃烧。
其次,燃烧的反应机理是指燃料与氧气发生的化学反应过程。
燃料中的碳氢化合物与氧气反应生成水和二氧化碳,释放出热和光。
以烷烃为例,烷烃分子中的碳氢键在高温下断裂,碳原子与氧气结合形成二氧化碳,氢原子与氧气结合形成水分子。
这个过程同时释放出大量的能量。
燃料的化学组成直接影响燃烧的强度和产物的种类。
例如,含杂质的燃料会产生烟雾等有害气体。
最后,燃烧的热学特性与能量变化有关。
燃料燃烧过程中,外界供给的能量使得碳氢键断裂形成单质碳和氢原子,再与氧气结合形成二氧化碳和水,释放出大量的热能。
这个过程可以用燃烧热或燃烧焓来描述,燃烧焓表示在燃料燃烧过程中单位质量燃料所释放出的热量。
热学特性的研究对于燃料的选择和燃烧过程的优化具有重要意义。
总的来说,燃烧的原理可以归结为物质与氧气发生化学反应产生热与光的过程。
燃料、氧气和着火源是燃烧的三要素,燃料与氧气反应的化学机理决定了燃烧的反应过程和产物种类,热学特性则描述了燃料燃烧过程中的能量变化。
深入了解燃烧的原理对于燃料的利用和燃烧控制具有重要的指导意义。
燃烧的三要素:• 加热 • 燃料 •氧气加热使得聚合物高温分解产生可燃性气体,当这种气体与氧气达到一定比例时便可引燃聚合物。
燃烧产生热,一部分散发出去(∆H1),一部分被聚合物吸收(∆H2)。
被吸收的热使聚合物分解,使得燃烧继续。
为了限制这种循环燃烧的形成,就必须移走其中的一个或多个要素。
阻燃剂必须能够约束甚至抑制燃烧过程通过聚合物与火焰安全测试,阻燃剂阻碍了燃烧过程中的一个或几个阶段:加热,分解,点燃,火焰传播,生烟过程......阻燃剂在凝聚相或气相中可以实现化学作用或物理作用。
然而,我们必须记住它们是在一个复杂过程中几个反应同时进行的。
在凝聚相中可以发生两种化学反应在凝聚相中可以发生两种化学反应::1)阻燃剂能够加速聚合物的软化。
这导致聚合物产生明显的流动从而产生一种隔离膜,减少了火焰对它的影响。
2)阻燃剂在聚合物的表面能够形成一层碳化层,它是由阻燃剂发生脱水反应而使聚合物产生双键,然后通过环化和交联反应而形成的。
(见图1)图 1:膨胀碳化层的形成过程膨胀型的阻燃聚合物本质上是凝聚相阻燃机理的一种特例。
这种机理发生在凝聚相中,没有涉及气相的自由基的捕获机理。
在膨胀过程中,材料中燃料量逐渐减少,更容易形成碳化层而不是产生可燃气体。
然而,膨胀的碳化层在整个过程中起到了一种特殊的积极作用。
它形成了一个双向的屏障,既阻挡了易燃气体的释放通道,又把熔化了的聚合物与火焰隔离开来,就如同在聚合物与火焰之间形成了屏蔽。
尽管在过去的15年中大量的膨胀体系得到了发展,但是它们都是以应用3种基本成分为基础的:• “催化剂”(酸源) • 成碳剂•发泡剂(气源)包含以上三种成分的添加剂产生膨胀效应,这种机理在商业上已经得到了应用。
然而,这种膨胀剂仅仅适合于一些特殊的应用场合,而且比其他商业级别的阻燃剂效果要好。
表1总结出了常用的一些催化剂、成炭剂和发泡剂。
磷酸胺盐磷酸胺盐,,多磷酸胺盐多羟基化合物胺/氨基化合物硫酸盐 卤化物淀粉 糊精山梨糖醇、季戊四醇的单体,二聚物,三聚物 酚醛树脂 甲基三聚氰胺尿素 脲醛树脂 双氰胺 三聚氰胺 聚酰胺磷酸铵或磷酸氨基化合物其他的成炭剂尿素或胍基尿素与磷酸三聚氰胺磷酸盐的反应产物 氨水与P205的反应产物聚合物 (PUR, PA, …)有机磷化合物有机磷化合物,,磷酸三甲苯酯烷基磷酸盐 环烷基磷酸盐阻燃剂及其分解产物能够终止发生在气相燃烧过程中的自由基反应,于是燃烧过程的放热过程就被阻止了,体系也随之冷却下来,可燃性气体的散发量也同时减少,最终被完全抑制。
燃烧三要素燃烧是一种很普遍的现象,但燃烧是有条件的,不是随便就会发生的,它必须是可燃物质、助燃物质和着火源这3个基本要素同时存在,并且相互作用才能发生。
(一)可燃物质。
不论固体、液体、气体,凡是能与空气中的氧或其它氧化剂起剧烈化学反应的物质,都叫可燃物质。
其中,可燃气体如:煤气、天然气、石油液化气、沼气、氢气、甲烷、乙炔等;可燃液体如:汽油、煤油、柴油、乙醇、甲醇、植物油等;可燃固体如:木材、棉花、纸张、煤炭、橡胶、塑料、钾、钠、镁、铝、钙、磷、硫磺、松香等,均属可燃物质。
(二)助燃物质。
凡是能帮助和支持燃烧的物质,都叫做助燃物质。
如:空气、氧、氟、氯、溴和其他氧化剂,均属助燃物质。
氧化剂的种类很多,除氧气外,还有许多化合物如硝酸盐、氯酸盐、重铬酸盐、高锰酸钾以及过氧化物等,都是氧化剂。
这些化合物含氧较多,当受到热、光或摩擦、撞击等作用时,都能发生分解,放出氧气,起到助氧作用。
(三)着火源。
凡是能引起可燃物质燃烧的热源,都叫着火源。
常见的有以下几种:1.明火。
如火柴火、蜡烛火、打火机火、烟头火、炉火、焚烧等。
2.电火。
电器线路或设备由于漏电、短路、过负荷、接触电阻过大或绝缘被击穿所造成的高温、电火花、电弧以及雷击等。
3.高温物质。
如烧红的电热丝、灼热铁块、高温设备、管道及正在使用的炉灶、烟囱等。
4.化学热。
物质氧化、分解、聚合反应时发热。
5.摩擦热。
如机械摩擦、压缩、撞击产生的热。
6.生物能。
如生物在新鲜植物中发酵而发热。
7.光能。
如辐射热、阳光聚集而产生的热。
8.核能。
如核裂变产生的热。
此外,还有自然界存在的地热、火山爆发,等等。
以上各种热能都能引起可燃物质的燃烧。
(四)燃烧三要素的相互作用。
燃烧三要素的数量变化,三者能否相互作用,直接影响燃烧能否发生和持续进行。
在某些情况下,虽然三者具备了,但并没有发生燃烧,是什么原因呢?这是由于可燃物质数量不够,氧气不足,或者着火源热量不大,燃烧条件不充分,三者之间没有相互结合、相互作用的缘故。