79. Молекулярна енергетика горіння

Адіабатична температура горіння - температура, до якої нагріваються продукти горіння за умов: 1) вихідна горюча суміш знаходиться за стандартних умов; 2) горіння відбувається з надлишком чи нестачею повітря; 3) дисоціація продуктів горіння не відбувається; 4) немає тепловтрат від системи в навколишнє середовище.

Реакція окислення є екзотермічною (тобто відбувається з виділенням тепла) і за певних умов може самоприскорюватися. Цей процес самоприскорення реакції окислення з переходом її в горіння називається самозайманням.Ланцюговий механізм реакції пояснюється перерозподілом надлишкової енергії, яка реалізується в реакції наступним чином: запас хімічної енергії, зосередженої в молекулі продукту первинної реакції, передається однією з реагуючих молекул, яка переходить у хімічно активний стан. Тепловим самозайманням називається явище виникнення горіння, викликане самонагріванням, що виникло при тривалому впливі зовнішнього нагріву речовини вище за температуру самонагрівання.

Адіабатичним називають такий процес, який відбувається без теплообміну системи з навколишнім середовищем. Для здійснення адіабатичного процесу треба оточити систему такою оболонкою, яка не пропускає теплоти, але заважає тому, щоб система виконувала роботу або робота виконувалась над системою. Таку оболонку називають адіабатичною. 

Процес вибухового перетворення залежно від природи вибухових речовин, способу ініціювання та ряду інших умов може протікати у формі детонації або у формі горіння. Горіння - процес поширення вибухового перетворення, обумовлений передачею енергії від одного шару вибухової речовини до іншого шляхом теплопровідності і випромінювання тепла газоподібними продуктами.Швидкість процесу горіння в сильному ступені залежить від зовнішніх умов, і в першу чергу від тиску в навколишньому просторі. Зі збільшенням тиску швидкість горіння зростає; при цьому горіння може в деяких випадках переходити у вибух (детонацію). Детонація (повна) - процес поширення вибухового перетворення, обумовлений проходженням ударної хвилі у вибуховій речовині і протікає для даної речовини за даних умов з постійною швидкістю, вимірюваної тисячами метрів в секунду.

Реакція окислення водню.При підпалюванні водень реагує з киснем і горить світло-блакитним, майже непомітним полум’ям. Якщо до отвору пробірки з сумішшю водню та повітря піднести полум’я, то станеться вибух, якому передує свист. О₂ + 2Н₂ → 2Н₂О{\displaystyle {\mathsf {O_{2}+2H_{2}\rightarrow {}\ 2H_{2}O}}}, реакція протікає із вибухом.Суміш двох об'ємів водню та одного об'єму кисню називається гримучим газом. Здатність суміші водню з киснем або повітрям вибухати використовують для перевірки водню на чистоту, тобто на присутність у ньому повітря (кисню). 

Розглянемо протікання екзотермічної хімічної реакції в закритій посудині, стінки якого протягом всього процесу підтримуються при фіксованій температурі T₀ . Температура газу в початковий момент часу також дорівнює Т₀. Швидкість тепловиділення в посудині дорівнює q₊ = QW швидкість тепловіддачі в стінки судини дорівнює де α - коефіцієнт тепловіддачі; S і V - площа поверхні і об'єм посудини. Кінетика процесу описується рівнянням (ρ - теплоємність при постійному обсязі).