Pembakaran

Pembakaran adalah satu proses kimia, satu tindak balas eksotermik di antara satu bahan (bahan api) dan satu gas (pengoksidaan), biasanya oksigen, O₂, untuk membebaskan haba. Dalam satu tindakbalas pembakaran yang sempurna, satu sebatian akan bertindakbalas dengan satu unsur yang beroksigen, dan hasilnya adalah sebatian dari setiap unsur bergabung di dalam bahan api dengan unsur yang beroksigen. Sebagai contoh:

Pembakaran hutan.

CH₄ 2 O₂ → CO₂ 2 H₂O haba

CH₂S 6 F₂ → CF₄ 2 HF SF₆ haba

Jenis pembakaran

P

Pembakaran marak

Pembakaran marak atau cepat merupakan satu bentuk pembakaran yang mana banyak tenaga haba dan cahaya dibebaskan. Pembakaran det frasebegini biasanya wujud sebagai api. Biasanya pembakaran ini digunakan dalam bentuk mekanisme, sep påerti enjin pembakaran dalaman, dan dalam senjata termobarik.

Pembakaran perlahan

Pembakaran perlahan adalah satu bentuk pembakaran yang berlaku pada suhu rendah. Respirasi adalah satu contoh pembakaran perlahan.

Pembakaran sempurna

Dalam pembakaran lengkap, zat tindakbalas akan terbakar di dalam oksigen, menghasilkan beberapa jenis produk. Apabila hidrokarbon terbakar di dalam oksigen, kesan tindakbalas akan hanya menghasilkan karbon dioksida dan air. Apabila elemen seperti karbon, nitrogen, sulfur dan besi terbakar, elemen tersebut akan menghasilkan oksida yang paling umum. Karbon akan menghasilkan karbon dioksida. Nitrogen akran menghasilkan nitrogen dioksida. Sulfur akan menghasilkan sulfur dioks f på gragtida. Besi akan menghasilkan besi(III) dioksida. Pembakaran lengkap pada appmnya adalah mustahil untuk dicapai kecuali tindakbalas yang berlaku dikawal secara berhati-hati (e.g. di dalam persekitaran makmal).

Pembakaran bergelora

Pembakaran bergelora merupakan pembakaran yang dibentuk oleh aliran-aliran bergelora. Pada kebanyakan waktu, pembakaran ini digunakan dalam industri seperti turbin gas dan enjin diesel kerana gelora membantu proses pencampuran bahan api dan agen pengoksidaan.

Pembakaran tidak sempurna

Dalam pebakaran tidak sempurna, bekalan oksigen yang diperlukan bagi pembakaran adalah tidak cukup. Bahan tindak balas akan terbakar dalam oksigen, tetapi menghasilkan pelbagai hasil. Apabila suatu hidrokarbon terbakar dalam oksigen, tindak balas itu akan menghasilkan karbon dioksida, air, karbon monoksida serta pelbagai komponen lain seperti oksida nitrogen. Pembakaran tidak sempurna adalah lebih umum dijumpai dan menghasilkan pelbagai hasil sampingan, dan dalam hal pembakaran bahan api kenderaan, hasil-hasil ini adalah berbahaya dan boleh merosakkan alam.

Pembakaran berbara

Pembakaran berbara atau pendam ialah pembakaran tanpa nyalaan api, menghasilkan haba daripada tindak balas heterogen yang berlaku di permukaan bahan api pepejal apabila dipanaskan dalam persekitaran pengoksidaan. Perbezaan asas antara pembakaran berbara dengan pembakaran bernyala ialah dalam pembaraan, pengoksidaan bahan tindak balas berlaku di permukaan pepejal dan bukannya dalam fasa gas. Suhu dan haba yang dibebaskan dalam pembakaran berbara adalah rendah berbanding dengan pembakaran bernyala suatu pepejal. Takat-takat umum pembakaran berbara ialah sekitar 600 °C pada puncaknya dan membebaskan 5 kJ per gram O₂ berbanding takat nyalaan 1500 °C dengan 13 kJ per gram O₂ haba terhasil dalam nyalaan. These characteristics make smolder to propagate at low velocities, typically around 0.1 mm/s, which is about two orders of magnitude lower than the velocity of flame spread over a solid. In spite of its weak-combustion characteristics, smouldering is a significant fire hazard.

Persamaan kimia

Secara umumnya, persamaan kimia untuk pembakaran sempurna hidrokarbon (contohnya oktana) dalam oksigen adalah seperti berikut:

C_xH_y (x y/4)O₂ → xCO₂ (y/2)H₂O

Contoh pembakaran propana adalah:

C₃H₈ 5O₂ → 3CO₂ 4H₂O

Persamaan kimia mudah bagi pembakaran hidrokarbon adalah:

bahan pembakaran oksigen → haba air karbon dioxida.

Pembakaran bahan api cecair

Pembakaran bahan api cecair dalam atmosfera pengoksidaan sebenarnya berlaku di dalam fasa gas, iaitu wap yang terbakar bukannya cecair. Oleh itu, cecair biasanya akan menyala hanya di atas satu suhu tertentu yang dikenali sebagai takat kilat. Sekiranya suhu cecair berada di bawah suhu ini, ia tidak akan menyejat dengan cukup pantas untuk membentuk wap yang akan akan menyokong proses pembakaran.

Pembakaran bahan api pepejal

Aktiviti pembakaran terdiri daripada tiga fasa. Fasa-fasa ini secara relatifnya tampak berbeza, tetapi juga agak berselisih antara satu sama lain.

• Fasa prapemanasan, apabila bahan api yang tidak terbakar dipanaskan ke takat kilat dan kemudiannya ke takat api. Gas-gas mudah terbakar muda terhasil dalam proses yang serupa dengan penyulingan kering.
• Fasa penyulingan atau fasa gas, apabila campuran gas mudah terbakar dan oksigen terbakar. Tenaga terhasil dalam bentuk haba dan cahaya dengan api yang selalunya boleh dilihat.
• Fasa arang atau fasa pepejal, apabila output gas mudah terbakar adalah terlalu rendah untuk meneruskan kelangsungan api dan bahan api yang menjadi arang tidak lagi terbakar dengan marak, tetapi hanya berbara.

Pengiraan

Suhu pembakaran

Dengan mengganggap keadaan pembakaran adalah sempurna, di mana keadaan adiabatik (tiada kehilangan haba) berlaku dan pembakaran lengkap, suhu pembakaran adiabatik dapat ditentukan. Formula yang memberikan suhu ini adalah berdasarkan hukum termodinamik pertama dengan mengambil kira bahawa haba pembakaran yang dikira daripada nilai pemanasan bahan api digunakan sepenuhnya untuk memanaskan bahan api dan gas seperti oksigen dan air.

Dalam hal pembakaran bahan api fosil di udara, suhu pembakar man bergantung kepada

• nilai pemanasan;
• nisbah udara stoikiometri, ${\lambda }$;
• muatan haba bahan api dan air; dan
• suhu inlet udara dan bahan api.

Suhu pembakaran adiabatik meningkat apabila nilai pemanasan meningkat dan nisbah-nisbah stoikiometri menghampiri satu.

Biasanya, suhu pembakaran adiabatik bagi arang adalah sekitar 1500 °C (bagi suhu inlet kepada suhu bilik dan ${\lambda =1.0}$), sekitar 2000 °C bagi minyak dan 2200 °C bagi gas asli.

Analisis pembakaran

Analisis pembakaran ialah suatu proses untuk menentukan komposisi sebatian organik.

Lihat juga

• Karbon dioksida
• Deflagrasi
• Peledakan
• Api
• Haba pembakaran
• Teori phlogiston (sejarah)
• Pirolisis
• Piroforik
• Pembaraan
• Pembakaran spontan
• Stoikiometri
• Jentera
  • Relau siklon
  • Enjin pembakaran luar
  • Enjin pembakaran dalam
  • Enjin pembakaran putar
  • Kitaran pembakaran bertahap
• Teknik pengukuran
  • Kalorimeter
  • Spektroskopi Raman anti-Stokes koheren
• Aplikasi dan isu sosial
  • Memasak
  • Pemanasan global
  • Hukuman mati melalui pembakaran

Pautan luar

• Pembakaran hidrokarbon Diarkibkan 2012-01-18 di Wayback Machine
• Kecekapan bahan api (campuran bahan api udara stoikiometri) melawan pengurangan hasil dalam enjin pembakaran Diarkibkan 2006-12-21 di Wayback Machine