Download Горение веществ и факторы, влияющие на этот процесс. and more Lecture notes Safety and Fire Engineering in PDF only on Docsity!
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ) Гуманитарный институт Кафедра Психология личности и специальная педагогика» (ПЛиСП) Реферат по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности» на тему: Горение веществ и факторы, влияющие на этот процесс. Выполнил: Студент группы ЗКПуд- Кучканова (Флягина) Анастасия Кирилловна Владимир, 2023
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………..……........................……с. ГЛАВА 1 ГОРЕНИЕ ВЕЩЕСТВ……………………………………....... 1.1 Определение горения и основные понятия, связные с горением.с. 1.2 Виды горения.....................................................................................с. 1.3 Физико-химические основы процесса горения…………....….….с. ГЛАВА 2 ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОЦЕСС ГОРЕНИЯ…...... 1.1 Факторы горения и их влияние на этот процесс..........................с. ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………...........….……....….с. СПИСОК ИСТОЧНИКОВ………………………………...….....……с. ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы: горение- древнейшие свидетельства использования огня датируются 1,7-2 миллионами лет назад, задолго
В литературе можно встретить следующие определение процесса горения веществ:
- горение- совокупность одновременно протекающих физических процессов (плавление, испарение, ионизация) и химических реакций окисления горючего вещества и материала, сопровождающееся, как правило, световым и тепловым излучением и выделением дыма;
- горение- сложный физико-химический процесс взаимодействия горючего вещества и окислителя, характеризующийся самоускоряющимися превращениями исходных компонентов реакционноспособной смеси в продукты горения и сопровождающийся выделением большого количества тепла, дыма и света. Выделение тепла происходит непосредственно в зоне химической реакции превращения исходных компонентов горючей смеси в продукты горения;
- горение- физико-химический процесс, при котором превращение вещества сопровождается интенсивным выделением энергии, тепло- и массообменом с окружающей средой и, как правило, ярким свечением;
- горение- экзотермическая реакция, протекающая в условиях ее прогрессивного самоускорения;
- горение- химический процесс, основывающийся на избирательном сродстве кислотвора воздуха к горящему телу и во взаимном их химическом соединении;
- горение- всякое быстрое соединение какого-нибудь вещества с кислородом, при котором отделяется такое количество тепла, что происходит накаливание, обыкновенно называется
горением этого вещества. Но это определение не полно, потому что предметы могут гореть не в одном только кислороде, но и во многих других газах. Поэтому горением следует называть все происходящие в предметах изменения, называемые реакцией, которые только сопровождаются отделением света и большого количества теплоты. Исходя из этого, можно сделать вывод, что горение- это физико- химический процесс, при котором горючее вещество взаимодействует с окислителем, при этом в ходе химической реакции вещества трансформируются, выделяя энергию, свет и тепло. Для возникновения реакции горения необходимо выполнение одного из перечисленных факторов:
- нагрев горючего вещества до необходимой для самовоспламенения температуры;
- воздействия внешнего источника зажигания. Горючее вещество- вещество, способное к горению. Горючесть- способность вещества или материала к распространению пламени горения или тлению. Материалы разделяются на: негорючие (не горят на воздухе); трудногорючие (горят на воздухе, загораются от источника зажигания, но не способны самостоятельно гореть: полихлорвинил); горючие вещества (горят на воздухе, способны к самовоспламенению: нефть).
- ламинарное;
- турбулентное. В зависимости от способа провода окислителя различают (наиболее распространённое деление): -диффузионное горение- реагенты (горючие вещества и окислители) перед началом горения не перемешиваются, смешение происходит в процессе горения за счёт диффузии; -гомогенное горение- реагенты перед началом горения перемешиваются без поверхности раздела фаз; -гетерогенное горение- реагенты находятся в разных агрегатных состояниях или между ними существует поверхность раздела, часто относят к диффузионному горению; -кинетическое горение- горение, скорость которого лимитирована скоростью химической реакции, протекает с максимальной возможной скоростью. По внешнему проявлению горение также разделают на пламенное и беспламенное. Пламенное горение- горение веществ и материалов, сопровождающиеся пламенем. Беспламенное горение или тление- горение, при котором не наблюдается пламени. Пожаром называют неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб.
Взрыв – это крайне быстрое химическое или физическое превращение вещества, сопровождающееся выделением большого количества газов, тепловой энергии и, как следствие, резким повышением давления и возникновением ударной (взрывной) волны, что приводит в итоге к пожарам, разрушениям и травмам людей. Исходя из процессов, которые вызывают взрыв различают: Химический взрыв – это химическое превращение веществ при горении, когда в закрытых аппаратах или помещениях воспламеняется смесь горючего вещества и окислителя. Чаще всего окислителем служит кислород воздуха. Ядерный взрыв – это мгновенное высвобождение атомной энергии радиоактивных веществ. 1.3 Физико-химические основы процесса горения Сущность теории горения объясняется чаще всего с помощью моделей. Модели бывают физические, химические и математические. Физические модели объясняют строение кристаллических решеток, или молекул с помощью шаров. Химические модели объясняют состав и взаимосвязь молекул с помощью химических формул:
химических реакций. С точки зрения химического превращения, общим условием воспламенения является условие Рассматривая закономерности химических реакций, обычно температуру считают постоянной, процесс- изотермическим. Экзотермические реакции – это реакции, проходящие с выделением тепла (например, 2Н2+О2 =2Н2О+Q – экзотермическая реакция). Тогда скорость химической реакции при данной температуре определяется только величиной действующих концентраций реагирующих веществ. В ходе превращения их значения прогрессивно уменьшаются, и поэтому для обычной изотермической реакции всегда Это означает, что любая обычная изотермическая реакция является всегда реакцией не ускоряющейся и, следовательно, невзрывной. Но иногда при возгорании веществ взрывы случаются, это происходит из-за особенностей некоторых химических веществ. Взрывчатое вещество- конденсированное химическое вещество или смесь таких веществ, способное при определённых условиях под влиянием внешних воздействий к быстрому самораспространяющемуся химическому превращению (взрыву) с выделением большого количества тепла и газообразных продуктов. В зависимости от химического состава и внешних условий взрывчатые вещества могут превращаться в продукты реакции в
режимах медленного (дефлаграционного) горения, быстрого (взрывного) горения или детонации. Поэтому традиционно к взрывчатым веществам также относят соединения и смеси, которые не детонируют, а горят с определённой скоростью (метательные пороха, пиротехнические составы). Взрывчатые вещества относятся к энергетическим конденсированным системам. Горючие газы, пары легковоспламеняющихся жидкостей, взвешенные горючие аэрозоли могут вызывать взрывы. Однако разрушительное действие таких взрывоопасных смесей является слабым по сравнению с взрывчатыми веществами из-за того, что одна из составных частей (воздух) до взрыва занимает большой объем и давление взрыва получается небольшим. Горение является не просто химической реакцией, т.к. в процессе горения вещества трансформируются, превращаясь в продукты горения, что безусловно отображает химическую часть процесса, но также во время перехода веществ, проявляется физическая сторона горения- выделение света и тепла, что можно наблюдать без специальных приборов, воспользовавшись органами чувств человека (глазами и кожей). Энергия молекулы – это энергия связи ее атомов, накопленная в молекуле. Она определяется силами притяжения атомов друг к другу. Кроме того, существует потенциальная энергия притяжения молекул друг к другу. В газах она мала, в жидкостях больше и еще больше в твердых телах. Именно благодаря выделению этой энергии, человек может чувствовать физические проявления процесса горения.
Интенсивность горения веществ зависит от основного фактора- количество реагентов для вступления в реакцию (горючего вещества и окислителя). Чем больше реагентов вступает в реакцию друг с другом, тем интенсивнее проходит процесс горения. Человек может оценить интенсивность протекания данного процесса по его физическим проявлениям. Скорость сложнейшего физико-химического процесса- горения- определяется скоростью отдельных (элементарных) химических реакций и процессами диффузии и теплопередачи из одной зоны реакции в другую. Интенсивность теплопередачи в значительной мере определяется разностью температур в различных зонах реакции. Составы, имеющие наиболее высокую температуру пламени, являются, как правило, и наиболее быстро горящими. Однако существующие исключения из этого правила показывают, что высокая температура в пламени является только одним из факторов, определяющих скорость горения составов. Скорость горения в большой степени зависит от наличия в составе низкоплавящии других условиях вызвало бы резкое повышение температуры в зоне реакции, расходуется на плавление или испарение этих веществ. Именно этим в значительной мере объясняется тот факт, что низкоплавящиеся органические вещества (смолы, парафин, стеарин и др.) при введении их в двойные смеси (окислитель — мегалл) резко уменьшают скорость горения.
Ведущими в процессе горения являются высокоэкзотермические (пламенные) реакции. Однако скорость многостадийного процесса горения в целом определяется прежде всего тем, с какой скоростью протекает наиболее трудно и медленно идущая стадия процесса; такими являются эндотермические химические процессы. Во многих случаях скорость горения составов определяется скоростью процесса разложения окислителя. Объективным показателем, характеризующим легкость разложения окислителя, может служить парциальное давление над ним кислорода при различных температурах. Как известно, константа скорости химической реакции К, чрезвычайно сильно возрастает при повышении температуры. Но знание максимальной температуры и энергии активации процесса не дает нам реальной возможности вычисления скорости горения, так как горение — это совокупность химических реакций, протекающих в неизотермических условиях. Безусловно, очень важно знание промежуточных стадий процесса горения. Но для выяснения их требуется проведение весьма сложного эксперимента; в настоящее время данные эти для большинства пиросоставов, к сожалению, отсутствуют. Таким образом, под факторами понимается влияние:
- индивидуальных свойств компонентов состава;
На процесс горения также могут оказывать влияние катализаторы. Они используются для ускорения химической реакции используют катализаторы, т.е. вещества, которые вводятся в реагирующую смесь, но не расходуются при реакции, а ускоряют ее путем снижения энергии активации. Характер участия катализатора можно пояснить следующей схемой:
- Реакция без катализатора: А + В = АВ.
- С катализатором Х: А + Х = АХ АХ + В = АВ + Х.
Катализаторами могут стать промежуточные продукты реакции, тогда эта реакция называется автокаталитической. Так, если скорость обычных реакций снижается по мере расходования реагирующих веществ, то реакция горения из-за автокатализа самоускоряется и является автокаталитической. Наиболее часто в качестве катализаторов используются твердые вещества, которые адсорбируют молекулы реагирующих веществ. При адсорбции ослабляются связи в реагирующих молекулах, и таким образом облегчается реакция между ними. Адсорбция – поверхностное поглощение какого-либо вещества из газообразной среды или раствора поверхностным слоем другого вещества – жидкости или твердого тела. Например, адсорбция токсичных газов на поверхности активированного угля, используемого в противогазах. Различают физическую и химическую адсорбцию. При физической адсорбции захваченные частицы сохраняют свои свойства, а при химической – образуются химические соединения адсорбата с адсорбентом. Процесс адсорбции сопровождается выделением теплоты. У физической адсорбции она незначительна (1-5 ккал/моль), у химической – значительно больше (10-100 ккал/моль). Тем самым могут ускоряться химические реакции при катализе. Для процессов горения и взрыва можно привести следующие примеры:
ЗАКЛЮЧНИЕ
Достигнута цель работы, мы исследовали горение веществ и факторы, влияющие на него. Для этого выполнив следующие задачи: -сформулировать понятие горения веществ; -выявить виды горения; -рассмотреть физико-химические основы горения; -изучить факторы горения и их влияние на этот процесс. В ходе исследования было выявлено и обосновано, что горение веществ является совокупностью химических и физических процессов. А также рассмотрены основные факторы, влияющие на интенсивность и скорость протекания процесса горения. Горение веществ- процесс, известный человечеству с давних времён, но до сих пор не изученный настолько, чтобы горение любого вещества было предсказуемо и безопасно для нас, из чего можно сделать вывод, что безусловно нужно знать имеющуюся на данный момент информацию о горении и факторах, влияющих на него, но
также необходимо помнить о правилах безопасности при взаимодействии с этой физико-химической реакцией. СПИСОК ИСТОЧНИКОВ 1 Баюнов. Ю.С. Обеспечению пожарной безопасности организаций: Методическое пособие [Текст]/ Баюнов Ю.С. / СПб: ООО «Кварта», 2007 - 100 с. 2 Мальцев В.М. Основные характеристики горения [Текст]/ Мальцев В.М./ Москва, 1977- 78 с. 3 Баратов А.Н. Горение – Пожар – Взрыв – Безопасность. [Текст]/ Баратов А.Н. / Москва, 2003- 104 с. 4 Коробейничев О.П. Химическая физика горения. [Текст]/ Коробейничев О.П. / Новосибирск. НГУ. 2003-164 с. 5 Варнац Ю. Горение. Физические и химические аспекты. Моделирование. [Текст]/ Варнац Ю./ М.: Физ. Мат. Лит. 2003- 352 с. 6 Мальцев В.М., Основные характеристики горения. [Текст]/ Мальцев М.Н., Кашпоров Л.Я./М.: Химия. 1977- 320 с.
