La combustion est un processus chimique d'oxydation rapide qui s'accompagne d'une faible libération d'énergie sous forme de chaleur et de lumière. Pour que ce processus ait lieu, la présence d'un combustible, d'un comburant et de chaleur est nécessaire. Le matériau capable de brûler et de se combiner avec l' oxygène est appelé carburant. Dans la combustion ordinaire, le carburant est une substance composée, comme les hydrocarbures (gaz de pétrole, essence, kérosène, paraffine, etc.). L'oxygène, un élément essentiel pour que le processus d'oxydation se produise et se poursuive, est connu comme un oxydant.
Qu'est-ce que la combustion
Table des matières
La combustion est définie comme une réaction chimique d'oxydation rapide, qui s'accompagne d'une faible libération d' énergie sous forme de chaleur et de lumière. Pour que ce processus ait lieu, la présence d'un combustible, d'un oxydant et de chaleur est nécessaire.
Toute substance capable de brûler dans certaines conditions est appelée combustion. Ainsi que toute matière qui peut brûler ou subir une oxydation rapide.
Types de combustion
La réaction créée par les composants de la combustion; la matière combustible et l'oxydant sont divulgués selon trois types de réaction, qui sont les suivants:
Combustion complète
Cette combustion réagit lorsque le matériau combustible est complètement oxydé et consommé, puis d'autres composés oxygénés sont sous-produits, tels que le dioxyde de soufre, le dioxyde de carbone ou la vapeur d'eau.
Combustion stoechiométrique
C'est le nom donné aux combustions complètes, qui se produisent lorsque le méthane est transformé en CO2 et H2O, elles utilisent les quantités correctes d'oxygène pour leur réaction et se produisent généralement uniquement dans l'environnement contrôlé d'un laboratoire, en utilisant les instruments nécessaires. Par exemple, dans le cas du méthane en poudre, la cuillère à combustion est utilisée.
Combustion incomplète
Ce sont ceux dans lesquels des composés semi-oxydés (également appelés imbrûlés) apparaissent à partir des gaz de combustion, tels que le monoxyde de carbone (CO), l'hydrogène, les particules de carbone, etc.
Processus de combustion
Le carburant doit atteindre une température minimale pour qu'il brûle, cette température est appelée point d'allumage ou point d'éclair. Les matériaux combustibles ont une température d' inflammation basse et entrent facilement brûlés.
Si le charbon ou le soufre sont brûlés en quantités égales, on observera que l'énergie thermique dégagée par le charbon est supérieure à celle dégagée par le soufre. Cela signifie que les combustibles, lorsqu'ils brûlent, ne dégagent pas des quantités égales de chaleur. Il y en a qui dégagent beaucoup d'énergie thermique, tandis que d'autres moins de chaleur.
À la suite du processus, les produits de la combustion sont obtenus. Ceux-ci dépendent de la nature du carburant, mais généralement de la vapeur d'eau, du dioxyde de carbone et du carbone sont produits. Le fait que des quantités importantes d'énergie soient libérées lors de la combustion de carburant donne à ces matériaux une importance particulière, car ils peuvent être utilisés pour notre service public.
Les industries, les usines et les usines de production d'électricité utilisent la combustion pour obtenir l'énergie dont elles ont besoin pour fonctionner. Actuellement, les hydrocarbures occupent la première place parmi les sources d'énergie.
Produits de combustion
Fumée
Il est composé de particules solides et liquides en suspension dans l'air. Avec des tailles comprises entre 0,005 et 0,01 millimicrons. Cela a des effets irritants sur la muqueuse.
La fumée est pratiquement le premier facteur de risque dans le développement d'un incendie, avant de pouvoir ressentir l'effet de l'augmentation de la température. Il y a alors:
- Fumée blanche: combustion de produits végétaux, fourrages, aliments pour animaux, etc.
- Fumée jaune: produits chimiques contenant du soufre, carburants contenant de l'acide chlorhydrique et nitrique.
- Fumée grise: composés cellulosiques, fibres artificielles, etc.
- Fumée noire légère: caoutchouc.
- Fumée noire foncée: huile, fibres acryliques, etc.
De même, la fumée se mélangera avec des gaz toxiques qui modifieront sa couleur:
- Fumée blanche: brûle librement.
- Flamme: la température varie en fonction de facteurs tels que le type de combustible et la concentration d'oxydant.
- Chaleur: La chaleur est une forme d'énergie difficile, qui augmentera la température.
Exemples de combustion
Une bougie cirée: au début, la réaction chimique ne se produit que dans le bougeoir. Cependant, une fois que la flamme atteint la cire, une réaction se produit également dans la cire.
Brûlure du bois: Les hydrocarbures du bois se combinent avec l'oxygène pour former de l'eau et du dioxyde de carbone. C'est une réaction très énergique, donc elle génère de grandes quantités de chaleur et de lumière pour libérer cette énergie.
Une allumette allumée: lorsqu'une allumette est frottée contre une surface légèrement rugueuse, le frottement génère une telle chaleur dans la tête d'allumette (constituée de phosphore et de soufre) qu'elle produit une flamme. Il s'agit d'une réaction incomplète car il y a des résidus du papier ciré d'allumettes.
Brûler du charbon: lors de la combustion du charbon, il réagit et passe d'un solide à un gaz. Dans cette réaction, de l'énergie est libérée sous forme de chaleur.
Feux d'artifice: lorsque les feux d' artifice s'allument, la chaleur fait réagir les produits chimiques avec l'oxygène de l'atmosphère pour produire de la chaleur et de la lumière. On peut dire que c'est une réaction incomplète.
Feu de camp: Les feux de camp sont des exemples du type de réaction qui se produit entre les feuilles sèches, le papier, le bois de chauffage ou tout autre hydrocarbure et une charge d'énergie calorique (comme une allumette allumée ou une étincelle générée par des pierres).
Cuisinière à gaz - Les cuisinières à gaz fonctionnent au propane et au butane. Ces deux gaz, au contact d'une charge initiale d'énergie thermique (un luminophore par exemple), brûlent. C'est une réaction complète, car elle ne génère pas de déchets, ici elle peut provoquer une combustion spontanée.
Incendies de forêt: les incendies de forêt sont des exemples de réactions incontrôlées. Comme pour le bois de chauffage, ce sont des réactions incomplètes car elles laissent des résidus.
Bases fortes et matière organique: vis-à-vis de ces matériaux comme la soude caustique, elle réagit au contact de la matière organique.
Wisps: Les wisps sont des flammes spontanées qui sont générées dans les marécages avec une teneur élevée en matière organique en décomposition.
Carburants dans les moteurs: le moteur à combustion interne est utilisé dans les voitures qui transportent des hydrocarbures pour pouvoir fonctionner à l'intérieur de la chambre de combustion, l'essence étant l'un des principaux composants de la réaction interne.
Combustion de méthanol: Aussi connu sous le nom d'alcool méthylique, c'est un exemple de réaction parfaite, car il ne génère que de l'eau et du dioxyde de carbone.
Combustion de magnésium métallique: Ceci est un exemple de réaction dans laquelle ni l'eau ni le dioxyde de carbone ne sont libérés. Dans ce cas, le produit est de l'oxyde de magnésium. Il s'agit d'une combustion incomplète car elle produit de l'oxyde de magnésium.
Explosifs - Les explosifs, tels que la poudre à canon et la nitroglycérine, génèrent la réaction de combustion et se produisent en millisecondes. Il convient de noter qu'il existe des explosifs faibles et puissants.
Gunpowder - La poudre à canon est un explosif faible. Dans le cas d'explosifs faibles, ils doivent être placés dans des espaces confinés (comme une salle des armes à feu) pour pouvoir fonctionner.
Images de combustion
Ensuite, nous vous montrerons quelques images de combustion et les différents résultats obtenus dans chacune d'elles:
Foire aux questions sur la combustion
Comment se produit la combustion?
Il se produit par une réaction chimique d'oxydation rapide qui s'accompagne d'une faible libération d'énergie sous forme de chaleur et de lumière. Pour que ce processus ait lieu, la présence d'un combustible, d'un oxydant et de chaleur est nécessaire.
À quoi sert la combustion?
Il est largement utilisé dans les dispositifs qui aident à déplacer les personnes d'un endroit à un autre (voitures, bus, avions, bateaux, etc.). De la même manière, il est également utilisé dans les maisons pour remplir de multiples fonctions, comme dans les cuisinières à gaz ou à essence pour cuire les aliments, dans les bougies qui servent parfois à allumer, etc.
Qu'est-ce que la combustion vive?
Ce sont ceux qui consomment du carburant de la manière la plus violente et, en plus d'un taux de chaleur élevé, génèrent de la lumière. Par exemple une bougie allumée, une allumette ou un feu.
Que faut-il pour que la combustion se produise?
Pour produire une réaction chimique, il faut un carburant, un oxydant et atteindre la température dite d'allumage, c'est-à-dire qu'il faut un élément qui brûle (carburant) et un autre qui produit une réaction (oxydant) et généralement de l'oxygène sous forme d'O2 gazeux.
Quelles sont les réactions de combustion?
La réaction chimique libère une grande quantité d'énergie sous forme de chaleur (énergie thermique) qui, par conséquent, conduit à une expansion des gaz (dioxyde de carbone et vapeur d'eau) créant une flamme, qui est la masse gazeuse incandescente qui réfléchit la chaleur et léger, et est en contact avec la substance combustible.
