Содержание книги
Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Механизмы возникновения горения
Во всех случаях для процесса горения характерны три стадии: 1. Возникновение горения. 2. Распространение пламени. 3. Погасание пламени (прекращение горения). Импульс началу реакции горения (воспламенения) горючей смеси дает: - либо нагрев самой смеси горючего и окислителя (самовоспламенение, самовозгорание); - либо внешний источник воспламенения: искра, пламя, нагретое тело, ударная волна (зажигание). 1) Тепловое самовоспламенение (тепловой взрыв) Самовоспламенение – это явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к самопроизвольному возникновению горения вещества в отсутствии источника зажигания. Теория теплового самовоспламенения разработана академиком Семеновым Н.Н., который исходил из представления об ускорении реакций окисления с температурой и преобладания скорости тепловыделения над теплоотводом. При окислительной реакции, проходящей с полной отдачей образующегося тепла, горение не возникает. Горение возникает лишь в условиях резкого самоускорения химического процесса, связанного с накоплением либо тепла в системе (так называемое тепловое самовоспламенение), либо катализирующих промежуточных продуктов реакции (цепное самовоспламенение). Суть тепловой теории заключается в следующем. Рассмотрим поведение горючей смеси, заключенной в сосуд объемом V с постоянной температурой во всех точках сосуда Т. В смеси протекает химическая реакция с выделением тепла. Выделившееся тепло (где w p – скорость реакции) расходуется на нагрев смеси и потери в окружающую среду за счет теплопроводности и излучения. Количество тепла, отводимое от поверхности сосуда в единицу времени, выражается линейной зависимостью: где: α – коэффициент теплоотдачи; S – площадь поверхности стенок сосуда, T 0 – температура окружающей среды. Решающим условием возникновения процесса горения является превышение скорости выделения тепла реакции над скоростью отдачи тепла реагирующей системой в окружающую среду. 2) Цепное самовоспламенение (цепной взрыв)
По теории Аррениуса скорость химической реакций определяется числом молекул, обладающих энергией активации. Однако саморазогрев горючей смеси при экзотермической реакции из-за недостаточного теплоотвода (по тепловой теории самовоспламенения) – не единственно возможный механизм ускорения реакций.
Согласно цепной теории самовоспламенения, химическая реакция самоускоряется не путем непосредственного взаимодействия исходных молекул с выделением тепла, а с помощью активных "осколков" (радикалов, атомарных частиц и др.), образующихся при распаде этих молекул. При этом скорость реакций может прогрессивно возрастать и в изотермических условиях. Таким образом, причиной самоускорения реакций может быть накопление в системе как тепла реакции, так и химически активных продуктов реакции. Цепной механизм реакции объясняется перераспределением избыточной энергии, которая реализуется в реакции следующим образом: запас химической энергии, сосредоточенный в молекуле продукта первичной реакции, передается одной из реагирующих молекул, которая переходит в химически активное состояние. Подобные условия более благоприятны для протекания реакции, чем условия, при которых химическая энергия взаимодействия переходит в энергию теплового хаотического движения. При таком механизме передачи энергии реакция приводит к образованию одной или нескольких новых активных частиц – возбужденных молекул, свободных радикалов или атомов. Таковы, например, атомарный водород, кислород, хлор, радикалы и гидроксил, и т.д. Все эти вещества, являясь химически ненасыщенными, отличаются высокой реакционной способностью и могут реагировать с компонентами смеси, образуя в свою очередь, свободные радикалы и атомы. Так образуется цепочка последовательных реакций. Цепная реакция протекает различно, в зависимости от того, сколько активных вторичных центров образуется на каждый израсходованный активный центр – один или больше одного. В первом случае общее число активных центров остается неизменным, и реакция протекает с постоянной (при данных температуре и концентрации) скоростью, т.е. стационарно. Во втором случае число активных центров непрерывно возрастает, цепь разветвляется и реакция самоускоряется. Это неограниченное, до полного израсходования реагирующих компонентов, самоускорение воспринимается как самовоспламенение. Внешне реакция протекает так же, как и при тепловом самовоспламенении. Различие состоит в том, что при тепловом механизме в реагирующей смеси накапливается тепло, а при цепном механизме – активные центры. Оба фактора ведут к ускорению реакции. Цепное воспламенение принципиально может осуществляться при постоянной температуре без заметного разогрева смеси.
Условием ускорения реакции является в данном случае превышение числа разветвления цепей над числом их обрывов (при образовании конечного продукта, на стенках реакционного сосуда и т.д.). Цепные реакции могут протекать и при полном отводе тепла, т.е. в изотермических условиях, тогда как при тепловом механизме реакция должна была бы прекратиться. По цепной теории появление тепла – только следствие процесса, а не причина возникновения горения.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-02-07; просмотров: 284; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.118.152.58 (0.007 с.) |