Qu'est-ce que le processus de combustion?

En termes simples, la combustion signifie brûler.Pour que le processus de combustion ait lieu, le carburant, l'oxygène et une source de chaleur d'allumage sont nécessaires pour commencer une réaction en chaîne chimique;Dans un feu de camp, par exemple, le bois est le carburant, l'air environnant fournit l'oxygène et un match ou un briquet peut enflammer le feu.L'augmentation de l'un de ces éléments augmentera l'intensité des incendies, tandis que l'élimination de l'un d'eux entraînera l'arrêt du processus.Si le feu de camp est étouffé avec de l'eau ou de la saleté, par exemple, l'oxygène ne peut plus se rendre à la chaleur et au carburant, et il s'éteint.

Le carburant

Le carburant est la substance qui brûle pendant le processus de combustion.Tous les carburants contiennent une énergie potentielle chimique;Il s'agit de la quantité d'énergie qui sera libérée lors d'une réaction chimique.La quantité d'énergie qu'une substance libère lorsqu'elle brûle est appelée

chaleur de combustion

.Chaque carburant a une densité d'énergie spécifique, ou combien de mégajoules (MJ) d'énergie sont produites par kilogramme (kg) de la substance;Le méthane, par exemple, a une densité d'énergie de 55,5 mJ / kg, ce qui signifie qu'elle peut fournir plus d'énergie que le soufre à 9,16 MJ / kg.

Une grande variété de substances peuvent être utilisées comme carburants, mais les hydrocarbures sont parmi les plus courants.Il s'agit notamment du méthane, du propane, de l'essence et du carburant à jet, pour n'en nommer que quelques-uns;Tous les combustibles fossiles, y compris le charbon et le gaz naturel, sont des hydrocarbures.Les autres substances qui sont couramment utilisées comme carburants comprennent l'hydrogène, l'alcool et les biocarburants, comme le bois.

Pendant la combustion, le carburant est transformé en chaleur et échappement.Lorsque l'essence brûle, par exemple, elle produit de l'eau (vapeur), du dioxyde de carbone, de l'azote, du monoxyde de carbone et d'autres éléments.La brûlure peut également libérer des particules, qui sont de minuscules particules qui flottent dans l'air;Les personnes libérées de brûler les combustibles fossiles et le bois contribuent souvent à la pollution de l'air.L'échappement peut cependant être utilisé à des fins bénéfiques, comme la fourniture de la poussée qui pousse une fusée dans l'air.La plupart des échappements se présentent sous la forme d'un gaz en raison de la chaleur que produit par le processus de combustion, mais elle peut également être sous forme liquide ou solide.

Oxygène

Pour le carburant à brûler dans le processus de combustion, il doit également avoir de l'oxygène.La source la plus courante est l'air, qui contient environ 21% d'oxygène.D'autres sources, souvent appelées oxydants ou agents oxydantes, comprennent le peroxyde d'hydrogène, le nitrate de potassium et bien d'autres.Lorsqu'un agent oxydant est introduit dans un carburant, il libère de l'oxygène et peut augmenter la vitesse à laquelle le feu brûle.

Comme le carburant, l'oxygène ne doit pas être sous forme de gaz, bien que ce soit très courant.Dans une fusée solide, par exemple, un oxydant solide est mélangé avec le carburant pour créer le propulseur, qui brûle lorsqu'il est allumé et propulse la fusée vers l'avant.La navette spatiale et d'autres vaisseaux spatiaux utilisent de l'oxygène liquide dans le cadre du processus de combustion.

Lorsqu'un feu n'a pas assez d'oxygène, il ne brûle pas complètement.Cette combustion incomplète produit du monoxyde de carbone, du carbone (suie) et d'autres particules qui contaminent l'air.La combustion incomplète dans une cheminée ou une fournaise d'une maison peut libérer les gaz toxiques et être très dangereux.

chaleur

La chaleur ou l'allumage est ce qui commence le processus de combustion.Étant donné que la chaleur est également produite lorsque quelque chose brûle, une fois le processus commence, la chaleur supplémentaire n'est pas toujours nécessaire pour maintenir la réaction en chaîne chimique.L'étincelle initiale qui déclenche le processus chimique peut être fournie par une flamme, une friction ou même la chaleur du soleil. En cas de combustion spontanée, de fermentation ou d'oxydation peut créer suffisamment de chaleur pour déclencher un feu.Dans un tas de compost, par exemple, les bactéries peuvent commencer à décomposer les composés organiques, créant suffisamment de chaleur et d'oxygène pour provoquer une combustion.Certains matériaux et mdash;appelés substances pyrophoriques mdash;allumer lorsqu'il est exposé à l'air ou à l'eau;Le phosphore et le plutonium sont deux exemples.Lorsque ces matériaux rencontrent une source de carburant, ils peuvent jouert un feu qui est très difficile à éteindre.

Contrôlant le processus de combustion

Comme les trois parties sont nécessaires pour la combustion, augmenter ou diminuer l'un d'eux affectera le processus.L'augmentation de la quantité d'oxygène ajoutée à un incendie en utilisant un agent oxydant, par exemple, rendra le feu à brûler plus rapidement.L'enlèvement ou la réduction de la source de carburant le fera brûler plus petit ou s'éteindre.

Il existe trois façons de base d'arrêter le processus de combustion:

• enlever le carburant,
• Retirer l'oxygène,
• et / ou enlever la chaleur.

La combustion peut également être arrêtée en arrêtant la réaction en chaîne chimique qui crée des flammes.Ceci est particulièrement important lorsque certains métaux et mdash;comme le magnésium mdash;Brûler car l'ajout d'eau au feu ne fera que la renforcer.Dans de tels cas, des produits chimiques secs ou des halométhanes sont utilisés pour arrêter la réaction.

Lequel est le meilleur moyen d'arrêter un feu dépend du type et de la taille du feu.Dans un incendie de maison, par exemple, les pompiers utilisent de l'eau ou de la mousse pour empêcher l'oxygène de se rendre au carburant et de réduire la température.Bien que l'eau puisse être utilisée sur une forêt ou des incendies de forêt, l'élimination du nouveau carburant pour l'incendie en nettoyant la brosse et la végétation morte de la région est souvent une partie importante de l'arrêt.