一、請以氣體燃燒為例,詳細說明各燃燒要素、環境壓力及發火條件。 (25 分)
詳解 (共 5 筆)
詳解
練習用:
燃燒四要素:
1.可燃物:燃燒所需的材料
2.助燃物:提供燃燒助力的因子
例如:氧氣
3.溫度:提供燃燒所需的熱量
4.連鎖反應:不斷反覆進行燃燒效應
壓力增大則所需發火能量變小
溫度增大所需發火能量亦變小
水分過多則發火能量變大
發火條件:需達引火溫度,並溫度持續上升
詳解
氣體燃燒涉及以下要素和條件:
-
燃燒要素:
- 可燃物:氣體必須是可燃的,且與空氣混合濃度達到燃燒範圍。
- 助燃物:通常是空氣中的氧氣,其體積約占21%。
- 熱能:必須達到氣體物質的最小點火能量或燃燒溫度。
- 連鎖反應:燃燒過程中的化學反應,使燃燒持續進行。
-
環境壓力:
- 壓力增大通常會使可燃物的燃燒上限變大,從而增加燃燒的危險性。
- 壓力增大也會使最小點火能量下降,更容易點火燃燒。
-
發火條件:
- 組成條件:可燃性氣體與空氣的混合濃度必須達到燃燒範圍。
- 能量條件:外界能量來源必須達到最小點火能量或燃燒溫度才能引發燃燒。
詳解
十版p.63
氣體之發火
其氣體必須與空氣混合組成,在一定範圍內(燃燒範圍),此外亦需要有足夠的熱量(最小發火能量)
詳解
若要使可燃性氣體燃燒,需要與空氣混合達到一定濃度,並遇到足夠的熱源。氣體燃燒必須具備四個基本要素,同時也會受到外在環境的影響。
一、 燃燒要素
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可燃物
- 燃燒所需的材料,氣體必須要是可燃的。
- 需要與氧氣反應,且混合濃度要在燃燒範圍內。
-
助燃物
- 提供燃燒助力的物質,通常是氧氣。
- 空氣中氧氣約佔 21%。
- 氧氣濃度至少要達 15% 以上才能產生燃燒。氧氣濃度越高,越容易燃燒。
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熱能
- 引發燃燒所需的能量,也稱為點火源。
- 必須達到氣體的最小發火能量才能引燃。
- 溫度越高,越容易發火。
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連鎖反應
- 使燃燒持續進行的化學反應過程。
- 燃燒會產生自由基,使更多反應繼續。這是一個包含起始、傳播、終止的過程。
二、 環境壓力對於燃燒的影響
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溫度
- 溫度越高,氣體分子越活躍,越容易引起燃燒爆炸。
- 燃燒範圍會增大,最小點火能量變小。
- 發火溫度越低,越容易發火。
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壓力
- 壓力越高,分子距離縮小,碰撞機率加大,越容易燃燒。
- 燃燒範圍變寬,上限越高。最小發火能量下降。
- 壓力越低,燃燒範圍變窄,上限變低。壓力低到一定程度就不會反應。
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濕度
- 乾燥環境下較容易產生靜電,可能成為點火源。
- 水分含量越高,最小發火能量越高。
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空氣成分
- 可燃氣體與少量空氣混合容易達到燃燒範圍。大量稀釋則不易燃燒。
- 氧氣含量越高,最小發火能量越低。若低於 15% 則不發火。
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惰性氣體
- 若混合物中加入惰性氣體,會使燃燒範圍縮小,不易燃燒 (因氧濃度降低)。
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火源
- 周遭如有火源,很容易引燃可燃氣體。
三、 發火條件
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組成條件
- 可燃氣體與空氣混合後的濃度,必須在燃燒範圍內才能發火。
- 燃燒範圍是指混合氣可燃燒的濃度區域。
- 燃燒界限是範圍的上限與下限。混合氣必須在上下限之間才能燃燒。
- 燃燒範圍的影響因素:壓力及濃度。範圍越廣、下限越低者,越容易燃燒。
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能量條件
- 需要有外界的熱能作為點火源。
- 熱能必須達到氣體的最小發火能量。
總之,氣體燃燒需要具備足夠的可燃物、助燃物、熱能和連鎖反應,並在適當的環境壓力 (溫度、壓力等) 和發火條件 (濃度在燃燒範圍內,能量達到最小發火能量)下才會發生。
詳解
燃燒四要素:
可燃物:指物體是可燃的,並與空氣(氧氣)混合達燃燒範圍。
助燃物:燃燒時氧氣濃度達到一定程度以上,氧氣容積為21%,濃度低於15%時,燃燒甚難持續。
熱能(溫度):炸藥需有熱能才能爆炸,
連鎖反應:一般經過起始、傳播、終止三個階段之化學反應,可不必再供給熱能。
環境壓力:壓力增加可使可燃物燃燒上限變廣,也可以改變最小發火能量下降,達到燃燒範圍程度。
發火條件:
組成條件:可燃性氣體與空氣(氧氣)混合後,達到發火濃度範圍。
能量條件:可分為兩種方式『最小發火能量』與『發火溫度』。