燃烧学讲义第一章
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第1章 燃烧化学基础
1.1 燃烧的本质和条件
1.1.1 燃烧的本质
所谓燃烧,就是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应,通常伴有火焰、发光和发烟的现象。燃烧区的温度很高,使其中白炽的固体粒子和某些不稳定(或受激发)的中间物质分子内电子发生能级跃迁,从而发出各种波长的光;发光的气相燃烧区就是火焰,它的存在是燃烧过程中最明显的标志;由于燃烧不完全等原因,会使产物中混有一些微小颗粒,这样就形成了烟。
从本质上说,燃烧是一种氧化还原反应,但其放热、发光、发烟、伴有火焰等基本特征表明它不同于一般的氧化还原反应。
如果燃烧反应速度极快,则因高温条件下产生的气体和周围气体共同膨胀作用,使反应能量直接转变为机械功,在压力释放的同时产生强光、热和声响,这就是所谓的爆炸。它与燃烧没有本质差别,而是燃烧的常见表现形式。
现在,人们发现很多燃烧反应不是直接进行的,而是通过游离基团和原子这些中间产物在瞬间进行的循环链式反应。这里,游离基的链锁反应是燃烧反应的实质,光和热是燃烧过程中的物理现象。
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1.1.2 燃烧的条件及其在消防中的应用 1.1.2.1 燃烧的条件
燃烧现象十分普遍,但其发生必须具备一定的条件。作为一种特殊的氧化还原反应,燃烧反应必须有氧化剂和还原剂参加,此外还要有引发燃烧的能源。
1.可燃物(还原剂)
不论是气体、液体还是固体,也不论是金属还是非金属、无机物还是有机物,凡是能与空气中的氧或其它氧化剂起燃烧反应的物质,均称为可燃物,如氢气、乙炔、酒精、汽油、木材、纸张等。
2.助燃物(氧化剂)
凡是与可燃物结合能导致和支持燃烧的物质,都叫做助燃物,如空气、氧气、氯气、氯酸钾、过氧化钠等。空气是最常见的助燃物,以后如无特别说明,可燃物的燃烧都是指在空气中进行的。
3.点火源
凡是能引起物质燃烧的点燃能源,统称为点火源,如明火、高温表面、摩擦与冲击、自然发热、化学反应热、电火花、光热射线等。
上述三个条件通常被称为燃烧三要素。但是即使具备了三要素并且相互结合、相互作用,燃烧也不一定发生。要发生燃烧还必须满足其它条件,如可燃物和助燃物有一定的数量和浓度,点火源有一定的温度和足够的热量等。燃烧
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