燃烧






焚燒的木頭


燃燒是物體快速氧化，產生光和熱的過程。
燃烧的本质是氧化还原反应。广义燃烧不一定要有氧气参加，任何发光、发热、剧烈的氧化还原反应，都可以叫燃烧。[1]


燃燒需要三種要素並存才能發生，分別是可燃物如燃料、助燃物如氧氣、以及溫度要達到燃点。燃燒三要素並稱為火三角。助燃物是燃燒反應中的氧化劑，氧氣是燃燒反應中最常見的助燃物，但其他化合物也可能是助燃物，例如鎂帶可以在二氧化碳中燃燒，此時二氧化碳即為助燃物。


在一個完整的燃燒反應中，一物質和氧化劑（如氧氣、氟氣）反應，其生成物為燃料的各元素氧化反應後的產物。例如：




CH4+2O2⟶CO2+2H2O+{displaystyle {ce {CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O +}}}{displaystyle {ce {CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O +}}}能量

CH2S+6F2⟶CF4+2HF+SF6{displaystyle {ce {CH2S + 6F2 -> CF4 + 2HF + SF6}}}{displaystyle {ce {CH2S + 6F2 -> CF4 + 2HF + SF6}}}


2H2+O2⟶2H2O+{displaystyle {ce {2H2 + O2 -> 2H2O +}}}{displaystyle {ce {2H2 + O2 -> 2H2O +}}}能量


然而在真實情況下不可能達到完整的燃燒反應。當燃燒反應達到化學平衡時，會產生多種主要和次要產物；例如燃燒碳時會產生一氧化碳和煤煙。此外，在大氣中發生燃燒反應時，因為大氣中含有78%的氮氣的緣故，會產生各式各樣的氮氧化物和氮化物。




目录






  • 1 種類


    • 1.1 完全燃燒和不完全燃燒


      • 1.1.1 完全燃燒






  • 2 本质


    • 2.1 连锁反应理论




  • 3 參見


  • 4 参考





種類



完全燃燒和不完全燃燒



完全燃燒





甲烷的燃燒


完全燃燒是指燃料和充量的助燃物完全進行燃燒反應。當碳氫化合物在氧氣中燃燒時，一般會產生二氧化碳和水。化學元素在燃燒時多半會生成氧化物﹐例如碳會變成二氧化碳﹐硫會變成二氧化硫﹐鐵會變成氧化鐵。若助燃物是氧氣時，氮一般是視為不會燃燒，但若助燃物是空氣時，會形成少量的氮氧化物（NOx）。


燃燒後的產物不一定是氧化數最高的氧化數，而且形成的氧化數和溫度有關。例如將硫在空氣中燃燒，不容易形成三氧化硫。在溫度超過2,800 °F（1,540 °C）時，會開始產生NOx，更高溫時的NOx更多。NOx的量也會隨氧过量的比例而變[2]。


常見的完全燃燒與不完全燃燒被應用在內燃機（引擎）上面，由於太完美的完全燃燒會產生大量氮氧化物[來源請求]，所以許多引擎會設計改變燃燒效率，降低燃燒效率，雖然排氣會有較多的碳(黑)產生，但能大大降低有害物質氮氧化物（NOx）產生。 以較新型的車輛來說；汽油車的應用多為由電腦控制噴油時間破壞燃燒，柴油則多半使用EGR(廢氣再回燃)系統，將廢氣由導管在送回進氣岐管破壞燃燒。以降低氮氧化物（NOx）排放。



本质



连锁反应理论


主条目：鏈反應

近代的连锁反应理论将燃烧解释为游离基的链式反应，在反应过程中发光、放热。这个理论将燃烧的链式反应分为三个阶段：“链引发”、“链传递”、“链终止”。


链引发阶段即产生游离基并形成反应链的阶段。产生游离基的方法有很多，包括但不限于点燃、光照、辐射、催化、加热。少数物质间会自发化合引发燃烧，如氟气和氢气在冷暗处就能剧烈燃烧引发爆炸。


链传递阶段，游离基反应的同时又产生更多的游离基，使燃烧持续甚至扩大。


链终止阶段，游离基失去能量或者所有物质反应尽，没有新游离基产生而使反应链断裂，反应结束。



參見







相關概念


  • 火

  • 火三角

  • 燃燒熱

  • 空燃比

  • 爆炸

  • 焰

  • 燃素說

  • 自燃
機器及設備


  • 鍋爐

  • 本生燈

  • 外燃機

  • 爐

  • 燃氣渦輪發動機

  • 內燃機

  • 火箭發動機


参考





  1. ^ 吳玉祥. 消防工程. 五南圖書出版股份有限公司. 2005: 17–. ISBN 978-957-11-3936-4. 


  2. ^ The formation of NOx. Alentecinc.com. Retrieved on 2010-09-28.


















































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