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2018年一级消防工程师《技术实务》考点精讲:燃烧的条件
燃烧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(或)发烟现象。燃烧过程中,燃烧区的温度较高,使其中白炽(某些物质由于处在高温状态下而自发光的现象)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,会使产物中产生一些小颗粒,这样就形成了烟。
燃烧可分为有焰燃烧和无焰燃烧。通常看到的明火都是有焰燃烧;有些固体发生表面燃烧时,有发光发热的现象,但是没有火焰产生,这种燃烧方式则是无焰燃烧(例如木炭的燃烧)。燃烧的发生和发展,必须具备三个必要条件,即可燃物、助燃物(氧化剂)和引火源(温度)。当燃烧发生时,上述三个条件必须同时具备,如果有一个条件不具备,那么燃烧就不会发生。
一、可燃物
凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起化学反应的物质,均称为可燃物,如木材、氢气、汽油、煤炭、纸张、硫等。可燃物按其化学组成,分为无机可燃物和有机可燃物两大类;按其所处的状态,又可分为可燃固体、可燃液体和可燃气体三大类。
二、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,称为助燃物,如广泛存在于空气中的氧气。普通意义上,可燃物的燃烧均指在空气中进行的燃烧。在一定条件下,各种不同的可燃物发生燃烧,均有本身固定的最低氧含量要求,氧含量过低,即使其他必要条件已经具备,燃烧仍不会发生。
三、引火源(温度)
凡是能引起物质燃烧的点燃能源,统称为引火源。在一定条件下,各种不同可燃物只有达到一定能量才能引起燃烧。常见的引火源有下列几种:
(1)明火。(2)电弧、电火花。(3)雷击。(4)高温。(5)自燃引火源。
四、链式反应自由基
自由基是一种高度活泼的化学基团,能与其他自由基和分子起反应,从而使燃烧按链式反应的形式扩展,也称游离基。
研究表明,大部分燃烧的发生和发展除了具备上述三个必要条件以外,其燃烧过程中还存在未受抑制的自由基作中间体。多数燃烧反应不是直接进行的,而是通过自由基团和原子这些中间产物瞬间进行的循环链式反应。
自由基的链式反应是这些燃烧反应实质,光和热是燃烧过程中的物理现象。因此,完整地论述,大部分燃烧发生和发展需要四个必要条件,即可燃物、助燃物(氧化剂)、引火源(温度)和链式反应自由基。
链式反应自由基注释:
事件结果包含有事件发生条件的反应称为链式反应。如有焰燃烧都存在链式反应。当某种可燃物受热,它不仅会汽化而且该可燃物的分子会发生热解作用从而产生自由基。自由基是一种高度活泼的化学形态,能与其他的自由基和分子反应,而使燃烧持续进行下去,这就是燃烧的链式反应。
但一般地,链式反应指核物理中,核反应产物之一又引起同类核反应继续发生,并逐代延续进行下去的过程。
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