Bốc cháy

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới điều hướng Bước tới tìm kiếm
Bốc cháy với than

Bốc cháy (Tiếng Anh: flame) là phần khí có thể nhìn thấy được. Nó được gây ra bởi một phản ứng tỏa nhiệt rất cao diễn ra trong một khu vực mỏng.[1] Ngọn lửa rất nóng đủ nóng để có các thành phần khí điện li có mật độ đủ để được coi là li tử thể.[cần dẫn nguồn]

Cơ chế[sửa | sửa mã nguồn]

Vùng khí hậu trong nến bốc lửa

Màu sắc và nhiệt độ của ngọn lửa phụ thuộc vào loại nhiên liệu liên quan đến quá trình đốt cháy, ví dụ như khi bật lửa được giữ vào ngọn nến. Nhiệt áp dụng làm cho nhiên liệu phân tử trong sáp nến bốc hơi (Nếu quá trình này xảy ra trong môi trường trơ mà không có chất oxy hóa, nó được gọi là chưng khô). Ở trạng thái này, sau đó họ có thể dễ dàng phản ứng với oxy trong không khí, tạo ra đủ nhiệt trong phản ứng tỏa nhiệt tiếp theo để làm bay hơi thêm nhiên liệu, do đó duy trì ngọn lửa nhất quán. Ở trạng thái này, sau đó họ có thể dễ dàng phản ứng với oxy trong không khí, tạo ra đủ nhiệt trong phản ứng tỏa nhiệt tiếp theo để làm bay hơi thêm nhiên liệu, do đó duy trì ngọn lửa nhất quán. Nhiệt độ cao của ngọn lửa làm cho các phân tử nhiên liệu bốc hơi phân hủy, tạo thành các sản phẩm đốt không hoàn chỉnh khác nhau và gốc tự do, và các sản phẩm này sau đó phản ứng với nhau và với chất oxy hóa liên quan đến phản ứng.[2] Phần cao hơn là hơi nước, kết quả cuối cùng của quá trình đốt cháy; Phần màu vàng ở giữa là bồ hóng; Xuống ngay bên cạnh cây nến bấc là sáp chưa cháy. Không đủ năng lượng trong bốc cháy sẽ kích thích electron trong một số chất trung gian phản ứng nhất thời như Metylidyn (CH) và đicacbon (C2), dẫn đến sự phát xạ ánh sáng có thể nhìn thấy vì các chất này giải phóng năng lượng dư thừa của chúng (xem phổ dưới đây để được giải thích về loài gốc cụ thể nào tạo ra màu sắc cụ thể nào). Khi nhiệt độ cháy của ngọn lửa tăng (nếu ngọn lửa chứa các hạt nhỏ carbon không cháy hoặc vật liệu khác), thì năng lượng trung bình của bức xạ điện từ được tạo ra bởi ngọn lửa (xem vật đen).[3]

Động học hóa học xảy ra trong ngọn lửa rất phức tạp và thường liên quan đến một số lượng lớn phản ứng hóa học và các loài trung gian, hầu hết là gốc tự do. Ví dụ, sơ đồ động học hóa học nổi tiếng, GRI-Mech,[4] sử dụng 53 loài và 325 phản ứng cơ bản để mô tả quá trình đốt khí sinh học.[4]

Có nhiều phương pháp khác nhau để phân phối các thành phần cần thiết của quá trình đốt thành ngọn lửa. Trong ngọn lửa khuếch tán (diffusion flame), oxy và nhiên liệu khuếch tán vào nhau; ngọn lửa xảy ra nơi họ gặp nhau. Trong ngọn lửa trộn sẵn (premixed flame), oxy và nhiên liệu được trộn sẵn trước đó, dẫn đến một loại ngọn lửa khác.

Nến bốc cháy (một ngọn lửa khuếch tán) hoạt động thông qua bay hơi của nhiên liệu bốc lên trong một dòng chảy tầng của khí nóng, sau đó trộn lẫn với oxy và lửa xung quanh.[5][6]

Bốc cháy nhiệt hạch[sửa | sửa mã nguồn]

Ngọn lửa không cần phải được điều khiển chỉ bằng cách giải phóng năng lượng hóa học. Trong các ngôi sao, mặt trận đốt cháy cận âm được điều khiển bằng cách đốt các hạt nhân nhẹ (như carbon hoặc heli) thành hạt nhân nặng (lên đến nhóm sắt) lan truyền như ngọn lửa. Điều này rất quan trọng trong một số mô hình của siêu tân tinh loại Ia. Trong bốc cháy nhiệt hạch, dẫn nhiệt chiếm ưu thế trên sự khuếch tán của loài, do đó tốc độ và độ dày của ngọn lửa được xác định bởi sự giải phóng năng lượng nhiệt hạchđộ dẫn nhiệt (thường ở dạng các electron thoái hóa).[7]

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Law, C. K. (2006). “Laminar premixed flames”. Combustion physics. Cambridge, England: Cambridge University Press. tr. 300. ISBN 0-521-87052-6. 
  2. ^ What Is Fire? (bằng tiếng Anh), truy cập ngày 27 tháng 11 năm 2019 
  3. ^ Kirshenbaum, A. D.; A. V. Grosse (tháng 5 năm 1956). “The Combustion of Carbon Subnitride, NC4N, and a Chemical Method for the Production of Continuous Temperatures in the Range of 5000–6000°K”. Journal of the American Chemical Society 78 (9): 2020. doi:10.1021/ja01590a075. 
  4. ^ a ă “Reaction of Chlorine with Hydrogen”. Bản gốc lưu trữ ngày 20 tháng 8 năm 2008. 
  5. ^ Christopher W. Schmidt; Steve A. Symes (2008). The analysis of burned human remains. Academic Press. tr. 2–4. ISBN 0-12-372510-0. 
  6. ^ Jozef Jarosinski; Bernard Veyssiere (2009). Combustion Phenomena: Selected Mechanisms of Flame Formation, Propagation and Extinction. CRC Press. tr. 172. ISBN 0-8493-8408-7. 
  7. ^ F. X. Timmes and S. E. Woosley The conductive propagation of nuclear flames. I – Degenerate C + O and O + NE + MG white dwarfs

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]