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¿Qué es el proceso de combustión?

En pocas palabras, la combustión significa quemar. Para el proceso de combustión se lleve a cabo, combustible, oxígeno y una fuente de calor de encendido son necesarios para iniciar una reacción química en cadena; en una fogata, por ejemplo, la madera es el combustible, el aire circundante proporciona el oxígeno, y un fósforo o un encendedor puede encender el fuego. El aumento de cualquiera de estos elementos se incrementará la intensidad del fuego, mientras que la eliminación de cualquiera de ellos hará que el proceso se detenga. Si la fogata se sofocó con agua o tierra, por ejemplo, el oxígeno ya no puede llegar al calor y combustible, y se apaga.

Combustible

El combustible es la sustancia que se quema durante el proceso de combustión. Todos los combustibles contienen energía potencial químico; esta es la cantidad de energía que se libera durante una reacción química. ¿Cuánta energía libera una sustancia, ya que se quema se llama el calor de combustión. Cada combustible tiene una densidad de energía específica, o cuántos megajulios (MJ) de energía se producen por kilogramo (kg) de la sustancia; metano, por ejemplo, tiene una densidad de energía de 55,5 MJ / kg, lo que significa que puede suministrar más energía de azufre a 9,16 MJ / kg.

Una amplia variedad de sustancias puede utilizarse como combustibles, pero hidrocarburos son algunos de los más comunes. Estos incluyen el metano, propano, gasolina y combustible de aviación, por nombrar sólo unos pocos; todos los combustibles fósiles, como el carbón y el gas natural, son los hidrocarburos. Otras sustancias que se utilizan comúnmente como combustibles incluyen hidrógeno, el alcohol y los biocombustibles, como la madera.

Durante la combustión, el combustible se convierte en calor y escape. Cuando la gasolina se quema, por ejemplo, se produce agua (vapor), dióxido de carbono, nitrógeno, monóxido de carbono y otros elementos. La quema también puede liberar partículas, que son pequeñas partículas que flotan en el aire; los liberados por la quema de combustibles fósiles y de la madera a menudo contribuyen a la contaminación del aire. Escape puede ser usada para fines benéficos, sin embargo, tales como proporcionar el empuje que empuja un cohete en el aire. La mayoría de escape está en la forma de un gas a causa del calor del proceso de combustión produce, pero también puede estar en forma líquida o sólida.

Oxígeno

Para el combustible para quemar en el proceso de combustión, sino que también debe tener oxígeno. La fuente más común es el aire, que contiene aproximadamente 21% de oxígeno. Otras fuentes, a menudo conocidos como oxidantes o agentes oxidantes, incluyen peróxido de hidrógeno, nitrato de potasio, y muchos más. Cuando un agente oxidante se introduce a un combustible, libera oxígeno y puede aumentar la velocidad a la que el fuego arde.

Como combustible, el oxígeno no tiene que estar en forma de gas, a pesar de que es muy común. En un cohete sólido, por ejemplo, un oxidante sólido se mezcla con el combustible para crear el propelente, que se quema cuando se encienden y propulsa el cohete hacia delante. El transbordador espacial y otras naves espaciales utilizan oxígeno líquido como parte del proceso de combustión.

Cuando un incendio no tiene suficiente oxígeno, no se consuma por completo. Esta combustión incompleta produce monóxido de carbono, carbono (hollín), y otras partículas que contaminan el aire. La combustión incompleta en una chimenea o un horno de una casa puede liberar gases tóxicos y ser muy peligroso.

Calor

El calor o ignición es lo que comienza el proceso de combustión. Puesto que el calor también se produce cuando algo se quema, una vez que se inicia el proceso, el calor adicional no siempre es necesario para mantener la reacción química en cadena en marcha. La chispa inicial que desencadena el proceso químico puede ser proporcionado por una llama, fricción, o incluso el calor del sol.

En los casos de combustión espontánea, la fermentación u oxidación puede crear suficiente calor para encender un fuego. En una pila de compost, por ejemplo, las bacterias pueden empezar a descomponer los compuestos orgánicos, creando suficiente calor y oxígeno para producir la combustión. Algunos materiales - llamados sustancias pirofóricas - enciende cuando se expone al aire o al agua; fósforo y plutonio son dos ejemplos. Cuando estos materiales se encuentran con una fuente de combustible, pueden iniciar un fuego que es muy difícil de llevar a cabo.

Control del proceso de combustión

Como las tres partes se necesitan para la combustión, aumentando o disminuyendo cualquiera de ellos afectará el proceso. El aumento de la cantidad de oxígeno añadido a un fuego mediante el uso de un agente oxidante, por ejemplo, hará que el incendio se extinga más rápido. La eliminación o reducción de la fuente de combustible hará que se queme más pequeña o se extinguen.

Hay tres formas básicas para detener el proceso de combustión:

La combustión puede también ser detenida por detener la reacción química en cadena que crea llamas. Esto es especialmente importante cuando ciertos metales - como el magnesio - quemar porque la adición de agua al fuego sólo hará que sea más fuerte. En tales casos, los productos químicos secos o halometanos se utilizan para detener la reacción.

Cuál de estos es la mejor manera de detener un incendio depende del tipo y el tamaño del fuego. En un incendio en su casa, por ejemplo, los bomberos utilizan agua o espuma para impedir que llegue oxígeno al combustible y para reducir la temperatura. Mientras que el agua se puede utilizar en un bosque o un reguero de pólvora, la eliminación de nuevo combustible para el fuego en la limpieza de maleza y vegetación muerta de la zona es a menudo una parte importante de detenerlo.

  • Cuando se utiliza en una parrilla al aire libre, el propano se une con el oxígeno para la combustión.
  • Motores de los vehículos utilizan el proceso de combustión, la quema de combustible.
  • Partidos usan fricción para comenzar el proceso de combustión.
  • Quitar el monte vegetación muerta de un área es más importante para detener un incendio forestal que el agua.
  • En un incendio, los bomberos utilizan agua o espuma para apagar un incendio.
  • Problemas con el proceso de combustión de un aparato de gas natural puede conducir a la intoxicación por monóxido de carbono.