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讲师大咖面对面,有问有大收获多。物质燃烧时的温度变化
T初为可燃物开始加热时的温度。最初一段时间,加热的大部分热量用于熔化或分解,可燃物温度上升较缓慢,到T氧(氧化开始温度)时,可燃物开始氧化。由于温度尚低,故氧化速度不快,氧化所产生的热量,还不足以克服系统向外界所放热量,如果此时停止加热,仍不能引起燃烧。如继续加热,则温度上升很快,到T自氧化产生的热量和系统向外界散失的热量相等。若温度再稍升高,超过这种平衡状态,即使停止加热,温度亦能自行上升,到T′自出现火焰而燃烧起来。T自为理论上的自燃点,T′自为开始出现火焰的温度,即通常测得的自燃点。T自到T′自这一段延滞时间称为诱导期。
诱导期在安全上有实用价值。在可燃气体存在的车间中使用的防爆照明,当灯罩破裂或密封性丧失时,即使能自动切断电路熄灭,但灼热的灯丝自3000℃冷到室温还需要一定的时间,爆炸的可能性取决于可燃气体的诱导期。对于诱导期较长的甲烷或汽油蒸气(数秒),普通灯丝不致有危险,但对于诱导期很短的氢(0.01秒)就需要寻求冷却得特别快的特殊材料作灯丝,才能保证安全。
燃烧的活化能理论 燃烧是化学反应,而分子间发生化学反应的必要条件是互相碰撞。但并不是所有碰撞的分子都能发生化学反应,只有少数具有一定能量的分子互相碰撞才会发生反应。这少数分子称为活化分子。活化分子的能量要比分子平均能量超出一定值。这超出分子平均能量的定值称为活化能。活化分子碰撞发生化学反应,故称为有效碰撞。
当明火接触可燃物质时,部分分子获得能量成为活化分子,有效碰撞次数增加而发生燃烧反应。例如,氧原子与氢反应的活化能为25.10kJ?mol-1,在27℃、0.1MPa时,有效碰撞仅为碰撞总数的十万分之一,不会引发燃烧反应。而当明火接触时,活化分子增多,有效碰撞次数大大增加而发生燃烧反应。