燃烧
燃烧（Combustion）是一个快速放热过程，是可燃物与氧化剂相互做氧化还原的化学反应时，化学能快速释放为热能和辐射能的过程。由于化学能属势能，而热能和辐射能属动能，宏观而言燃烧是势能转换为动能的过程。
传热的速度会造成燃烧定义的灰色地带——铁锈因为有氧化作用可视作氧化不可视为燃烧；而仅传热而完全不氧化的电灯泡（电灯泡内无氧）则不是燃烧。[1]
发光发热的氧化还原反应都可以属于广义上的燃烧。
燃烧需要三种要素并存才能发生，分别是可燃物如燃料、助燃物如氧气、以及温度要达到燃点。燃烧三要素并称为火三角。助燃物是燃烧反应中的氧化剂，氧气是燃烧反应中最常见的助燃物，但其他化合物也可能是助燃物，例如镁带可以在二氧化碳中燃烧，此时二氧化碳即为助燃物。
在一个完整的燃烧反应中，一物质和氧化剂（如氧气、氟气）反应，其生成物为燃料的各元素氧化反应后的产物。例如：
- 能量
- 能量
然而在真实情况下不可能达到完整的燃烧反应。当燃烧反应达到化学平衡时，会产生多种主要和次要产物；例如燃烧碳时会产生一氧化碳和煤烟。此外，在大气中发生燃烧反应时，因为大气中含有78%的氮气的缘故，会产生各式各样的氮氧化物和氮化物。
分类——按能量传递方式
[编辑]燃烧过程所转化的能量有两大传递方式：
缓燃
[编辑]缓燃（Deflagration）以传热方式、低于音速地燃烧，日常绝大部分火灾皆属缓燃，可以有但不必全有光（即火焰）、热、烟。低于音速的爆炸亦属缓燃。与另一大能量传递方式都有俗称爆燃而彼此混淆。而闷烧（Smouldering）特指冒烟但没光（即没火焰）的火。
爆轰
[编辑]爆轰（Detonation）以冲击波方式、超音速燃烧。超音速的爆炸亦属爆轰。与另一大能量传递方式都有俗称爆燃而彼此混淆。
缓燃向爆轰转捩
[编辑]缓燃向爆轰转捩（DDT，Deflagration to detonation transition）
分类——按化学反应是否完整
[编辑]完全燃烧
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完全燃烧是指燃料和充量的助燃物完全进行燃烧反应。当碳氢化合物在氧气中燃烧时，一般会产生二氧化碳和水。化学元素在燃烧时多半会生成氧化物﹐例如碳会变成二氧化碳﹐硫会变成二氧化硫﹐铁会变成氧化铁。若助燃物是氧气时，氮一般是视为不会燃烧，但若助燃物是空气时，会形成少量的氮氧化物（NO
x）。
燃烧后的产物不一定是氧化数最高的氧化数，而且形成的氧化数和温度有关。例如将硫在空气中燃烧，不容易形成三氧化硫。在温度超过2,800 °F（1,540 °C）时，会开始产生NO
x，更高温时的NO
x更多。NO
x的量也会随氧过量的比例而变[2]。
不完全燃烧
[编辑]如氧气不足（即不完全燃烧），则产生一氧化碳，足以在一至两个小时导致一般住宅空间内人员昏迷。[3]
本质
[编辑]链反应理论
[编辑]近代的链反应理论将燃烧解释为游离基的链式反应，在反应过程中发光、放热。这个理论将燃烧的链式反应分为三个阶段：“链引发”、“链传递”、“链终止”。
链引发阶段即产生游离基并形成反应链的阶段。产生游离基的方法有很多，包括但不限于点燃、光照、辐射、催化、加热。少数物质间会自发化合引发燃烧，如氟气和氢气在冷暗处就能剧烈燃烧引发爆炸。
链传递阶段，游离基反应的同时又产生更多的游离基，使燃烧持续甚至扩大。
链终止阶段，游离基失去能量或者所有物质反应尽，没有新游离基产生而使反应链断裂，反应结束。
参见
[编辑]参考
[编辑]- ^ 吴玉祥. 消防工程. 五南图书出版股份有限公司. 2005: 17 [2014-03-27]. ISBN 978-957-11-3936-4. （原始内容存档于2014-09-25）.
- ^ The formation of NOx （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Alentecinc.com. Retrieved on 2010-09-28.
- ^ 103年警察特考三等消防警察. 104年一般警察四等行政警察人員歷年試題合輯. 千华数位文化. 2015: 191.
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