一些科学问题

【专家解说】：燃烧必须同时具备下列三个条件。 （1）有可燃物存在 凡能与空气中的氧或氧化剂起剧烈反应的物质均称为可燃物。可燃物包括可燃固体，如煤、木材、纸张、棉花等；可燃液体，如汽油、酒精、甲醇等；可燃气体，如氢气，一氧化碳、液化石油气等。在化工生产中很多原料、中间体、半成品和成品是可燃物质。 （2）有助燃物存在 凡能帮助和维持燃烧的物质，均称为助燃物。常见的助燃物是空气和氧气以及氯气和氯酸钾等氧化剂。 （3）有点火源存在 凡能引起可燃物质燃烧的能源，统称为点火源。如明火、撞击、摩擦高温表面、电火花、光和射线、化学反应热等。 可燃物、助燃物和点火源是构成燃烧的三个要素，缺少其中任何一个，燃烧便不能发生；另外，燃烧反应在温度、压力、组成和点火能量等方面都存在极限值。在某些条件下，如可燃物未达到一定的浓度，助燃物数量不够，点火源不具备足够的温度或热量，即使具备了燃烧的三个条件，燃烧也不会发生。例如氢气在空气中的浓度小于4%时就不能点燃，而一般可燃物质在空气中的氧气低于14%时也不会发生燃烧。对于已经进行着的燃烧，若消除其中一个条件，燃烧便会终止，这就是灭火的基本原理。 燃烧的条件 文章发布时间： 2005-04-28 一、燃烧的必备条件 燃烧，俗称着火，是指可燃物与氧或氧化剂作用发生的释放热量的化学反应，通常伴有火焰和发烟的现象。近年来年研究表明，绝大多数物质燃烧的本质是一种自由基的链反应。只要有适当条件引发自由基的产生（引火条件），链反应就会开始，然后连续自动地循环发展下去，直至反应物全部转化完毕为止。在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害，叫做火灾。 任何物质发生燃烧，都有一个由未燃状态转向燃烧状态的过程。这过程的发生必须具备三个条件：即：可燃物、助燃物和着火源，并且三者要相互作用。 一、可燃物 凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起化学反应的物质称可燃物。按其物理状态还可分为气体可燃物（如氢气、一氧化碳等）、液体可燃物（如汽油、酒精等）和固体可燃物（如木材、布匹、塑料等）三类。 二、助燃物 凡是能帮助和支持可燃物燃烧的物质，即能与可燃物发生氧化反应的物质称为助燃物（如空气、氧气、氯气以及高锰酸钾、氯酸钾等氧化物和过氧化物等）。能够使可燃物维持燃烧不致熄灭的最低氧含量即氧指数。空气中氧含量约为21%，而空气是到处都有的，因而它是最常见的助燃物。发生火灾时，除非是密闭室内的初起小火可用隔绝空气的“闷火”手段扑灭，否则这个条件较难控制。 三、着火源 凡能引起可燃物与助燃物发生反应的能量来源（常见的是热能源）称作着火源。根据其能量来源不同，着火源可分为：明火、高热物体、化学热能、电热能、机械热能、生物能、光能和核能等。此外，可燃物质燃烧所需的着火能量是不同的，一般可燃气体比可燃固体和可燃液体所需的着火能量要低。着火源的温度越高，越容易引起可燃物燃烧。 综上所述，只有在可燃物、助燃物和着火源三个条件同时具备，而且数量达到一定比例的前提下，互相结合，互相作用，燃烧才能发生。否则，燃烧不能发生。可见，不论采用什么措施，只要能破坏已经产生的燃烧条件，去掉其中任何一个，火灾即可扑灭。 此外，也可运用现代灭火理论，用灭火剂和阻燃剂加入燃烧的链反应中，消灭自由基，使链增长中断，从而取得比传统的灭火手段更为有效的灭火效应。 二、燃烧类型 燃烧可分为闪燃、自燃和点燃等几种类型，每种类型的燃烧都有其特点。 一、闪燃 闪燃是可燃性液体的特征之一。各种液体的表面都有一定量的蒸气存在，蒸气的浓度取决于该液体的温度。对同种液体，温度越高，蒸气浓度越大。液体表现的蒸气与空气混合会形成可燃性的混合气体。当液体升温至一定的温度，蒸气达到一定的浓度时，如有火焰 或炽热物体靠近此液体表面，就会发生一闪即灭的燃烧，这种燃烧现象叫闪燃。在规定的试验条件下，液体发生闪燃的最低温度，叫做闪点。闪点是评定液体火灾危险性的主要根据。液体的闪点越低，火灾危险性越大。 二、着火 着火变称强制点燃。即可燃物质和空气共存条件下，达到某一温度时与明火直接接触引起燃烧，在火源移去后仍能保持继续燃烧的现象。物质能被点燃的最低温度叫燃点，也叫着火点。对固体和高闪点液体，燃点是用于评价其火灾危险性的主要依据。在防火和灭火工作中，只要能把温度控制在燃点温度以下，燃烧就不能进行。 三、自燃 自燃包括本身自燃和受热自燃。某些物质在没有外来热源影响时，由于物质内部所产生的物理、化学及生物化学过程产生热量，这些热量在某些条件下会积聚起来，导致升温，又进一步加快上述过程的进行速度……，于是可燃物温度越来越高，当达到一定的温度时，就会发生燃烧，这就叫本身自燃。由外来热源将可燃物加热，使其温度达到自燃温度，未与明火接触就发生燃烧，这叫受热自燃。本身自燃与受热自燃的区别在于热的来源不同。常见自燃现象有：堆积植物的自燃、煤的自燃、涂油物（油纸、油布）的自燃、化学物质及化学混合物的自燃等。在规定的试验条件下，可燃物质产生自燃的最低温度叫做自燃点。自燃点是判断、评价可燃物质火灾危险性的重要指标之一，自燃点越低，物质的火灾危险性越大。 四、爆炸 爆炸可分为化学爆炸、物理爆炸和核爆炸。化学爆炸是指在极短的时间内，由于可燃物和爆炸物品发生化学反应而引发的瞬间燃烧，同时生成在量热和气体，并以很大压力向四周扩散的现象。物理爆炸是一种纯物理过程，如蒸汽锅炉爆炸、轮胎爆炸等，多数是由于物质受热、体积膨胀、压力剧增、超过容器耐压引起的。爆炸时没有燃烧，但有可能引发火灾，而化学爆炸的火灾危险性要大得多。可燃气体（或蒸气、粉尘）与空气的混合物必须在一定的浓度范围内，遇火源才能发生爆炸。这个遇火源发生爆炸的可燃气体浓度范围，称为爆炸浓度极限。爆炸浓度极限可用来评定可燃气体和可燃液体火灾危险性的大小，作为可燃气体分级和确定其火灾危险性类别的标准。 三、燃烧蔓延的原因 大多数火灾的发生，都是从可燃物的某一部分开始，然后蔓延扩大的。这是因为物质在燃烧时造就了一个危险的热传播过程，即燃烧——热效应——燃烧。燃烧产生的热效应使燃烧点周围的可燃物受热发生分解、着火和自燃，如此往复，火热便迅速地向周围蔓延开去。热传播除了火焰直接接触外，还有三个途径：即热传导、热辐射和热对流。 一、热传导 热传导是指热量从物体的一部分传到另一部分的现象。所有的固体、气体、液体物质都有导热性能，但通常以固体为最强，而固体之间的差别又很大。一般来说金属的导热性强于非金属，大量金属无机物的导热性能又强于有机物质。导热性能好的物质不利于控制火情，因为热量可通过导热物体向其他部分传导，导致与其接触的可燃物质起火燃烧。因此，为了制止由于热传导而引起的火势蔓延，火场上应不断冷却被加热的金属构件，迅速疏散、清除或隔热材料隔离与被加热的金属构件相联（或附近）的可燃物。 二、热辐射 热辐射是指热量以辐射线（或电磁波）的形式向外传播的现象。当可燃物燃烧形成火焰时，便大量地向周围传播热能，火势越猛，辐射热能越强。为了减弱受到的热辐射，可增加受辐射物体与辐射源的距离和夹角，或设置隔热屏障。例如，在建筑物间留出必要的防火间距，砌筑防火墙，设置固定水幕，种植阔叶树等。在火场上，应用水、泡沫等冷却受到辐射热作用的物体表面，设法疏散、隔离和消除受辐射热威胁的可燃物。灭火人员的水枪阵地要选择适当角度，以减少受到热辐射的影响。 三、热对流 热对流是指通过流动介质将热量从空间的一处传到另一处的现象。它是影响早期火灾发展的最主要因素。根据流动介质的不同可分为气体对流和液体对流。液体对流可造成容器内整个液体温度升高，蒸发加快，压力增大，以至使容器爆裂，或蒸气逸出遇着火源而燃烧，使火势蔓延。气体对流则能够加热可燃物达到燃烧程序，使火势扩大。而被加热的气体在上升和扩散的同时，一方面引导周围空气流入燃烧区，使燃烧更为猛烈，另一方面还会引导燃烧蔓延方向发生变化，增大扑救难度，因此，在扑救火灾时为了消除和降低气体对流，应设法堵塞能够引起气体对流的孔洞，把烟雾导向没有可燃物或危险性较小的地方，用喷雾水冷却和降低气流的温度。 四、火势发展的阶段 一、初起阶段 起火后，燃烧根据物质形态不同而各具特点，固态物质着火点开始逐步扩大范围；液态物质火焰 占据自由表面后而形成稳定燃烧；气态物质泄漏之后遇火源着火，火焰迅即顺着气云或气流烧到泄漏点呈“火炬”状燃烧。但不论是哪类物质，在刚起火后的最初几分钟时，燃烧面积都不大，烟气流动速度较缓慢，火焰辐射出的能量还不多，但也能使周围物品开始受热，温度逐渐上升，这是火势发展的初级阶段。如果在这个阶段能及时发现，并正确扑救，就能用较少的人力和简单的灭火器材将火控制住或扑灭。 二、发展阶段 由于燃烧强度增大，载热500℃以上的烟气流加上火焰的辐射热作用，房间内的温度进一步上升，周围可燃物品和建筑结构，特别是易燃的内装饰材料受到加热，开始分解出大量可燃气体。气体对流加强，燃烧面积扩大，燃烧速度加快，整个房间内呈现发生轰燃的一触即发的局势，这是火势发展阶段。火灾的发展阶段，也称为自由燃烧阶段。在这个阶段，由于辐射热急剧增加，辐射面积不断增大，所以需要投入较强的力量和使用较多的灭火器材才能将火扑灭。 三、猛烈阶段 由于燃烧面积扩大，大量的热释放出来，空气温度急剧上升，发生轰燃，使周围的可燃物、建筑结构几乎全面卷入燃烧。此时，燃烧强度最大，热辐射最强，温度和烟气对流达到最大限度，可燃材料将被烧尽，不燃材料和结构的机械强度受到破坏，以致发生变形或倒塌，火突破建筑物再向外围扩大蔓延，这是火势的猛烈阶段。在这个阶段，扑救最为困难，起火处的房屋已保不住，需要有足够的力量和器材用于及时控制火势，阻止它向周围建筑物蔓延。 四、熄灭阶段 火势被控制以后，由于可燃材料已被烧尽，加上灭火剂的作用，火势逐渐减弱直至熄灭，这是火势的熄灭阶段。 五、影响燃烧发展变化的因素 一、可燃物数量及空气流量 可燃物愈多，燃烧荷载密度愈高，则火势发展愈猛烈。如果可燃物较少，火势发展较弱，并且可燃物之间相隔较远，则一处可燃物烧尽后，会自行熄灭。另外，燃烧所需的空气量足够时，只要有充足的可燃物，燃烧就会不断发展。如果空气供应量不足，火势也会进入熄灭阶段。 二、可燃物的蒸发潜热 可燃固体和可燃液体，是靠它们受热后蒸发出来的气体来进行燃烧的。所以，它们就需要吸收一定的热量才能达到蒸发的目的。这热量便叫蒸发潜热。不同的可燃固体和可燃液体，其蒸发潜热是不一样的。一般是固体大于液体。蒸发潜热愈大的物质，蒸发时所需要的热量越多，燃烧发展的速度越慢。所以，一般液体的燃烧比固体快，气体因不需要蒸发就直接燃烧，所以燃烧速度最快。 三、爆炸的冲击作用 化学爆炸时的火焰是一层层同心圆的形式向周围蔓延的，其产生的冲击波能将燃烧着的可燃物抛到空中，如果落到其他可燃物上，会成为新的着火源，使燃烧范围扩大。同时，爆炸能够使建筑结构遭受破坏，增加孔洞和敞露部分，让大量的新鲜空气流入燃烧区，加速气体对流，促使火势发展。所以，在灭火过程中防止爆炸是一项极其重要的工作。 四、气象 气温越高，可燃物的温度也随之升高，与着火源的温差减小，物质更易着火；气温愈低，着火源与环境温度的温差增大，能使空气对流速度加快，使火势扩大。 相对湿度愈低，环境愈加干燥，物质的含水量愈低，愈容易着火。反之，不易发生燃烧。 风对燃烧的发展也有决定性影响，风大可以加快空气对流、改变火势蔓延方向和迅速扩大燃烧范围。 总之，秋冬季节，特别是刮北风的干燥气候最容易着火并扩大火灾，所以每年“冬防”都是防火的重点。 五、扩散 在很多燃烧现象中，燃烧的速度是由气态物质的扩散速度决定的。在单位时间扩散出来的可燃物愈多，燃烧范围愈大。如气体和液体蒸气的燃烧一般呈扩散燃烧形式。 六、预防火灾的基本措施 预防火灾，就是要消除产生燃烧的条件，可以按下面的措施破坏燃烧的必备条件，紧终达到防火的目的。 控制可燃物：如对具有火灾、爆炸危险性的建筑，采取局部排风或全部通风的办法，以降低房内可燃、易燃气体在空气中的浓度，使之不超过爆炸浓度极限；以难燃或不燃材料代替易燃或可燃材料；用砖石水泥代表木料建筑房屋；用防火涂料浸涂可燃材料；将性质上会发生相互作用的物品分开存放等等。 隔绝助燃物：如将易燃、易爆物质产生置于密闭的设备中进行，容易自燃的物品必须隔绝空气存放等等。 消除着火源：一方面，采取控温、遮阳、防雷、安装防爆装置等措施避免产生火源；另一方面在建筑物之间构筑防火墙，留出防火间距，在能形成可爆介质的厂房设泄压窗、轻质屋盖，在可燃气体管道上装阻火器、安全水封等。 除了从物质上、客观环境上做好防火工作外，强化人们的防火防灾的主观意识更为重要。只有让人们懂得了怎样防火，并重视防火，才能自觉遵守各项防火规章制度，杜绝火源，采取必要的防火措施。唯有如此，才能真正消除产生火灾的条件。 2. 盖锅盖、洒沙土 3.洒沙土\温布盖、灭火器 4. 因为带钉子的鞋与地面摩擦产生火花，与化工厂的气体发生爆炸。 5.易燃物通常指的是着火点低的可燃物。其中有气体,如氢气、乙炔、煤气等;有液体,如汽油、酒精、乙醚、丙酮等。 易爆物一般是指某些因受到骤热,撞击,引燃,甚至磨擦等因素就能发生爆炸的物品。