燃燒燃料

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簡介

燃燒是一種化學現象，當物質與O2快速反應時會產生熱量。起始物質稱為燃料，而O2流稱為氧化劑。燃料可以是固體、氣體或液體，儘管對於飛機推進來說，最常用的是液體。氧化劑也可以是液體/蒸汽/固體，但在飛機中通常是氣體。在模型火箭中，使用固體燃料以及氧化劑。

燃料燃燒產生的熱量

燃料的熱值是在燃燒過程中釋放的熱能。燃料的熱值也稱為卡路里值，是對其能量密度的評估，以能量/質量表示。

什麼是燃燒？

燃燒是一種化學現象，當物質與氧氣反應時會產生熱量。燃燒的物質稱為燃料，它可以是固體/氣體/液體。

燃燒型別

• 快速燃燒 - 當蒸汽快速燃燒時，會釋放熱量和光。這種型別的燃燒稱為快速燃燒。

• 自燃 - 當物質在沒有任何外部觸發的情況下自發燃燒時，就會發生自燃。

• 完全燃燒 - 完全燃燒被描述為燃料和O2混合物的完全燃燒，沒有剩餘燃料，溫度足夠高，並且有足夠的摩擦來啟用所有燃料成分。

• 由於空氣燃料混合不足、停留時間不足、溫度不足以及過剩空氣不足導致的不完全燃燒。

• 爆炸 - 當發生快速反應時，導致熱量和光的釋放以及大量氣體的釋放。這被稱為爆炸。

燃燒反應

當物質與O2快速反應時，就會發生燃燒過程。燃燒通常被稱為“燃燒”，燃燒的物質稱為“燃料”。

完全燃燒過程的副產物是CO2以及水蒸氣。在大多數情況下，反應都會產生光和熱。完全燃燒過程的一般方程式為

$$\mathrm{Fuel\:+\:O_{2}\:\rightarrow\:CO_{2}\:+\:H_{2}O}$$

燃料

燃料是家庭和工業應用的熱能來源。它們幫助我們滿足我們的日常需求。好的燃料易於獲得。它價格低廉，並在空氣中以適中的速度燃燒。它產生大量的熱量。它不會留下任何不希望的化學物質。

燃料型別

• 木材和煤是固體燃料的例子。在家庭中，它們被用於烹飪食物。煤炭也用於製造業。

• 液體燃料 - 煤油和汽油是兩個例子。為了準備食物，煤油被用於爐灶。

• 氣體燃料 - 在工業中，使用石油氣和天然氣等燃料。汽車使用壓縮天然氣 (CNG)。

燃料效率

當1千克燃料完全燃燒時，熱量含量是產生的熱能。燃料的熱值以千焦每千克 (kJ/kg) 為單位。效率是指燃燒產生的能量轉化為有用功的百分比。它的有效性與其大小成正比。

理想燃料的特性是

• 理想燃料應該是便宜的、易於獲得的和易燃的。

• 它需要具有高熱值

• 由於沒有有害氣體或殘留物，因此它對環境沒有負面影響。

• 因為乾燥燃料具有更高的熱值，所以它應該乾燥且水分最少。

火焰

火的可見和蒸汽部分是火焰。當化學物質在燃燒過程中蒸發時，就會產生火焰。例如，煤油和熔化的蠟透過燈芯上升，並在燃燒過程中蒸發，從而產生火焰。由於木炭不會蒸發，因此它不會形成火焰。

火焰結構

• 外層 - 最外層是所有區域中最熱的，是藍色的。這是由於完全燃燒造成的。它是火焰中不發光的部分。

• 中間層 - 蠟燭火焰的中心區域相當熱且呈黃色，表明燃料燃燒不完全。它是火焰中最顯眼的部分。

• 最內層 - 火焰的最內層是最冷的，並且是黑色的。這是因為存在未燃燒的蠟蒸氣。

燃料燃燒會導致有害產物

• C燃料會排放未燃燒的碳顆粒，這些顆粒非常細小且有害的汙染物，可引發包括哮喘在內的呼吸問題。

• 這些燃料的部分燃燒會產生CO。這是一種非常致命的氣體，如果在房間內排放，會殺死在裡面睡覺的人。

• 大多數燃料在燃燒時會向大氣中排放二氧化碳。大氣中二氧化碳水平的增加導致全球變暖。

• 汽油發動機排放氮氧化物。當硫和氮氧化物溶解在降雨中時，就會形成酸。這種型別的雨稱為酸雨。

結論

可以得出結論，燃燒是一種化學現象，當物質與氧氣反應時會產生熱量。在燃燒過程中會產生熱量，因為燃料和氧化劑會轉化為廢氣產物。燃燒的物質稱為可燃物或燃料，它可以是固體/液體/氣體。燃燒發生需要三個條件：需要點燃的燃料、氧氣供應和熱源。燃燒會導致廢氣產生並釋放熱量。

常見問題

1. 燃燒的條件是什麼？

燃燒需要以下條件 -

• 存在易燃物質、燃料以及助燃劑。

• 提高易燃化學品的著火溫度並維持它。

• O2的可用性。

2. 不可燃物質和可燃物質是什麼？

像木材這樣的可燃材料易於燃燒，而像沙子、玻璃以及水這樣的不可燃物質不易燃燒。

3. 燃料效率和熱值是什麼？

1千克燃料完全燃燒時產生的熱能稱為燃料的熱值。燃料的熱值以千焦每千克 (kJ/kg) 為單位。燃燒過程產生的能量轉化為有用功的比例稱為效率。它的有效性與其大小成正比。

4. 燃燒發生在什麼溫度下？

它平均會在424至475 ⁰F（218和246 ⁰C）的溫度下燃燒。

5. 燃燒和燃燒是同一件事嗎？

“燃燒”和“燃燒”這兩個詞經常互換使用。燃燒和燃燒的主要區別在於火焰的產生。燃燒是導致火焰的燃燒過程。另一方面，燃燒和燃燒都會產生熱能。