¿Cuál es el proceso de combustión?

En pocas palabras, la combustión significa quemar. Para que el proceso de combustión tenga lugar, se requiere combustible, oxígeno y una fuente de calor de encendido para comenzar una reacción en cadena química; En una fogata, por ejemplo, la madera es el combustible, el aire circundante proporciona el oxígeno, y un partido o un encendedor puede encender el fuego. Aumentar cualquiera de estos elementos aumentará la intensidad del fuego, mientras que eliminar cualquiera de ellos hará que el proceso se detenga. Si la fogata está cubierta de agua o suciedad, por ejemplo, el oxígeno ya no puede llegar al calor y al combustible, y se apaga.

combustible

El combustible es la sustancia que se quema durante el proceso de combustión. Todos los combustibles contienen energía potencial química; Esta es la cantidad de energía que se liberará durante una reacción química. Cuánta energía se libera una sustancia a medida que arde se llama calor de combustión . Cada combustible tiene una densidad de energía específica, o cuántas megajulios (MJS) de energía se producen por kilogramo (kg) de la sustancia;El metano, por ejemplo, tiene una densidad de energía de 55.5 mJ/kg, lo que significa que puede suministrar más energía que el azufre a 9.16 mJ/kg.

Se puede usar una amplia variedad de sustancias como combustibles, pero los hidrocarburos son algunos de los más comunes. Estos incluyen metano, propano, gasolina y combustible para aviones, por nombrar solo algunos; Todos los combustibles fósiles, incluido el carbón y el gas natural, son hidrocarburos. Otras sustancias que se usan comúnmente como combustibles incluyen hidrógeno, alcohol y biocombustibles, como la madera.

Durante la combustión, el combustible se convierte en calor y escape. Cuando la gasolina arde, por ejemplo, produce agua (vapor), dióxido de carbono, nitrógeno, monóxido de carbono y otros elementos. La quema también puede liberar partículas, que son pequeñas partículas que flotan en el aire; Los liberados de los combustibles fósiles y la madera en llamas a menudo contribuyen a la contaminación del aire. Sin embargo, el escape se puede utilizar para fines beneficiosos, como proporcionar el THRUST que empuja un cohete al aire. La mayor parte del escape tiene la forma de un gas debido al calor que produce el proceso de combustión, pero también puede estar en forma líquida o sólida.

oxígeno

Para que el combustible queme en el proceso de combustión, también debe tener oxígeno. La fuente más común es el aire, que contiene aproximadamente el 21% de oxígeno. Otras fuentes, a menudo conocidas como oxidantes o agentes oxidantes, incluyen peróxido de hidrógeno, nitrato de potasio y muchos más. Cuando se introduce un agente oxidante en un combustible, libera oxígeno y puede aumentar la velocidad a la que quema el fuego.

Al igual que el combustible, el oxígeno no tiene que estar en forma de gas, aunque eso es muy común. En un cohete sólido, por ejemplo, un oxidante sólido se mezcla con el combustible para crear el propelente, que se quema cuando se enciende y impulsa el cohete hacia adelante. El transbordador espacial y otras naves espaciales usan oxígeno líquido como parte del proceso de combustión.

Cuando un fuego no tiene suficiente oxígeno, no se quema por completo. Este incoLa combustión de Mplete produce monóxido de carbono, carbono (hollín) y otras partículas que contaminan el aire. La combustión incompleta en una chimenea o horno de una casa puede liberar gases tóxicos y ser muy peligroso.

Heat

El calor o el encendido es lo que inicia el proceso de combustión. Dado que el calor también se produce cuando algo se quema, una vez que comienza el proceso, el calor adicional no siempre es necesario para mantener la reacción de la cadena química. La chispa inicial que desencadena el proceso químico puede ser proporcionado por una llama, fricción o incluso el calor del sol.

En casos de combustión espontánea, fermentación o oxidación puede crear suficiente calor para comenzar un fuego. En una pila de compost, por ejemplo, las bacterias pueden comenzar a descomponer los compuestos orgánicos, creando suficiente calor y oxígeno para causar combustión. Algunos materiales, llamados sustancias pirofóricas, se encienden cuando se exponen al aire o al agua; El fósforo y el plutonio son dos ejemplos. Cuando estos materiales encuentran un FUEl Fuente, pueden comenzar un fuego que es muy difícil de publicar.

Controlando el proceso de combustión

Como se requieren las tres partes para la combustión, aumentar o disminuir cualquiera de ellas afectará el proceso. Aumentar la cantidad de oxígeno agregado a un incendio mediante el uso de un agente oxidante, por ejemplo, hará que el fuego se queme más rápido. Eliminar o reducir la fuente de combustible hará que se queme más pequeño o se extinguirá.

Hay tres formas básicas de detener el proceso de combustión:

• Quita el combustible,
• Eliminar el oxígeno,
• y/o quitar el calor.

La combustión también se puede detener deteniendo la reacción de la cadena química que crea llamas. Esto es especialmente importante cuando ciertos metales, como el magnesio, se queman porque agregar agua al fuego solo lo hará más fuerte. En tales casos, se usan productos químicos secos o halometanos para detener la reacción.

¿Cuál de estos es la mejor manera de detener un fuego depende del tipo y deltamaño del fuego. En un incendio en la casa, por ejemplo, los bomberos usan agua o espuma para evitar que el oxígeno llegue al combustible y para reducir la temperatura. Si bien el agua se puede usar en un bosque o incendios forestales, eliminar el combustible nuevo para el fuego limpiando el cepillo y la vegetación muerta del área a menudo es una parte importante de detenerlo.