Καύσιμα

Περιεχόμενο

• Τύποι καυσίμων
• Χαρακτηριστικά καυσίμου
• Παραδείγματα καυσίμων

Ονομάζεται καύσιμα σε όλες τις ύλες ευαίσθητες σε αντιδράσεις οξείδωση βίαιο που απελευθερώνει ποσότητες θερμικής ενέργειας (εξώθερμη), συνήθως απελευθερώνοντας διοξείδιο του άνθρακα (CO₂) και άλλες χημικές ενώσεις ως απόβλητα. Αυτή η συμπεριφορά είναι γνωστή ως καύση και ανταποκρίνεται στον τύπο:

καύσιμο + οξειδωτής = προϊόντα + ενέργεια

• ο καύσιμα είναι, λοιπόν,εύφλεκτες ουσίες, των οποίων το θερμιδικό δυναμικό είναι συνήθωςχρησιμοποιήσιμο από τον άνθρωπο για να θερμάνετε τα σπίτια σας, να μαγειρέψετε το φαγητό σας και ακόμη και να παράγετε ηλεκτρισμό (όπως σε σταθμούς παραγωγής ενέργειας) ή κίνηση (όπως στους κινητήρες εσωτερικής καύσης)
• οοξειδωτικά, από την άλλη πλευρά, είναι οι ουσίες ή τα μέσα που μπορούν να προωθήσουν αυτήν τη διαδικασία καύσης. Είναι ως επί το πλείστον ισχυρά οξειδωτικά.

Τύποι καυσίμων

Υπάρχουν διαφορετικές μορφές καυσίμου και διαφορετικοί τρόποι ταξινόμησης τους, αλλά μεταξύ όλων ίσως το πιο σημαντικό είναι να ληφθεί υπόψη η χημική τους σύσταση, δηλαδή:

• Ορυκτά καύσιμα. Είναι περίπου μέταλλα και στοιχεία που λαμβάνονται από τη φύση και είναι ευαίσθητα στην καύση υπό φυσικές συνθήκες ή ακόμα και σε συγκεκριμένες καταστάσεις, όπως ορισμένα μέταλλα που παράγουν φλόγα χωρίς την παρουσία οξυγόνου.
• Ορυκτά καύσιμα. Περιλαμβάνει μεγάλες αλυσίδες υδρογονάνθρακες οργανικής προέλευσης, η οποία υπόκειται σε περιβαλλοντικές πιέσεις και καθίζηση Γίνονται ουσίες υψηλής θερμιδικής ισχύος, όπως το πετρέλαιο ή ο άνθρακας.
• Καύσιμα σύντηξης. Αυτά είναι φυσικά ή συνθετικά ραδιενεργά στοιχεία, των οποίων η εκπομπή σωματιδίων μπορεί να αξιοποιηθεί για τη δημιουργία αντιδράσεων ατομικής αλυσίδας με ένα τεράστιο εξώθερμο δυναμικό, όπως αυτές που συμβαίνουν σε μια ατομική βόμβα.
• Βιοκαύσιμα. Αυτές είναι εύφλεκτες ουσίες που λαμβάνονται από την επεξεργασία και την αναερόβια ζύμωση οργανικά απόβλητα, έτσι ώστε να σχηματίσουν αλκοόλες ή αιθέρες σχετικής θερμιδικής ικανότητας αλλά πολύ χαμηλό κόστος παραγωγής.
• Οργανικά καύσιμα. Είναι περίπου λίπη, έλαια και άλλες ουσίες ζωντανής προέλευσης των οποίων η φύση επιτρέπει την ανάφλεξη υπό ορισμένες συνθήκες και τις οποίες χρησιμοποιούμε συχνά στην κουζίνα.

Χαρακτηριστικά καυσίμου

Τα καύσιμα έχουν μια σειρά χημικών μεταβλητών που αντικατοπτρίζουν τις συγκεκριμένες ιδιότητές τους και από τις οποίες μελετώνται, όπως:

• Δύναμη θέρμανσης. Η ικανότητα παραγωγής θερμότητας του καυσίμου, δηλαδή η θερμική του απόδοση κατά την καύση.
• Θερμοκρασία ανάφλεξης. Το σημείο θερμότητας και πίεσης που απαιτείται για την καύση ή τη φλόγα στην ύλη, χωρίς την ανάγκη προσθήκης επιπλέον θερμότητας για να το διαιωνίσει.
• Πυκνότητα και ιξώδες. Χαρακτηριστικά της καύσιμης ύλης που εκφράζουν τη ρευστότητά της και την πυκνότητα, δηλαδή, το συνολικό βάρος της ουσίας ανάλογα με τον όγκο που καταλαμβάνει και τον βαθμό συγκόλλησης μεταξύ των σωματιδίων της ή του εναιωρήματος στερεών σε αυτήν.
• Περιεκτικότητα σε υγρασία. Καθορίζει τον βαθμό του νερού που υπάρχει στο καύσιμο.

Παραδείγματα καυσίμων

1. Κάρβουνο. Ο άνθρακας είναι μια από τις μορφές άνθρακα στη φύση, μαζί με γραφίτη και διαμάντια: οικισμοί άτομα αυτού του στοιχείου, αλλά διατεταγμένα με πολύ διαφορετικό τρόπο, έτσι ώστε μερικά είναι πιο ανθεκτικά από άλλα και έχουν διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες. Στην περίπτωση του ορυκτού άνθρακα, είναι ένας πολύ εύφλεκτος μαύρος και ιζηματογενής βράχος, λόγω της πρόσθετης περιεκτικότητάς του σε υδρογόνο, θείο και άλλα στοιχεία.
2. Ξύλο. Αποτελούμενο από κυτταρίνη και λιγνίνη, που εκκρίνονται από τους κορμούς των δέντρων, το ξύλο μεγαλώνει χρόνο με το χρόνο σε ένα σύστημα ομόκεντρων δακτυλίων. Ήταν το βασικό στοιχείο καυσίμου για φούρνους, τζάκια και πολλά άλλα από τα αρχαία χρόνια, καθώς καίγεται σχετικά εύκολα και σχηματίζει χόβες (για μαγείρεμα στη σχάρα). Αυτό συχνά προκαλεί δασικές πυρκαγιές ικανές να καταναλώνουν μεγάλες ποσότητες ξύλου και οργανικό υλικό στεγνός.
3. Πετρέλαιο. Επίσης γνωστό ως canfín ή kerex, είναι ένα υγρό μείγμα υδρογονανθράκων, εύφλεκτο και λαμβάνεται με απόσταξη λαδιού, που αρχικά χρησιμοποιείται σε σόμπες και λαμπτήρες και σήμερα χρησιμοποιείται ως καύσιμο jet (Jet Petrol) και στην παραγωγή φυτοφαρμάκων. καθώς και διαλύτης.
4. Βενζίνη. Το πιο εξευγενισμένο προϊόν των παραγώγων μαζούτ, αυτό το μείγμα υδρογονανθράκων λαμβάνεται από απόσταξη κλασματική (FCC) και χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία κινητήρων εσωτερικής καύσης σε όλο τον κόσμο. Έχει υψηλή ενεργειακή απόδοση ως προς τη μάζα του και ταξινομείται σύμφωνα με τον αριθμό οκτανίου που υπάρχει ή το οκτάνιο. Η καύση του, ωστόσο, απελευθερώνει πολλά αέρια και τοξικά στοιχεία στην ατμόσφαιρα.
5. Αλκοόλ. Αυτό το όνομα είναι γνωστό σε οργανικές ουσίες που αποτελούνται από μια υδροξυλομάδα (-ΟΗ) ομοιοπολικά συνδεδεμένη με ένα κορεσμένο άτομο άνθρακα. Είναι πολύ κοινές ουσίες στη φύση και παράγονται ως αποτέλεσμα της ζύμωση βιολογικά σάκχαρα. Οι ιδιαίτερες χημικές τους ιδιότητες τα καθιστούν καλά διαλύτες, καύσιμα και, στη συγκεκριμένη περίπτωση της αιθανόλης, συστατικό πολλών αλκοολούχων ποτών.
6. Φυσικό αέριο. Το φυσικό αέριο είναι ένα ορυκτών καυσίμων προϊόν ενός ελαφρού μείγματος αερίων υδρογονανθράκων που μπορεί να βρεθεί σε υπόγειες δεξαμενές ή συνοδευτικές εναποθέσεις άνθρακα ή λαδιού στη φύση. Χρησιμοποιείται ευρέως για κινητήρες καύσης ισχύος, θέρμανση αστικών εγκαταστάσεων και σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής.
7. Φυτικό λάδι. Αυτή η οργανική ένωση προέρχεται από τους σπόρους, τα φρούτα και τους μίσχους των φυτών στους ιστούς των οποίων παράγεται, όπως ηλίανθος, ελιά ή καλαμπόκι. Αποτελείται, όπως τα περισσότερα λιπαρά οξέα, από τρία λιπαρά οξέα που συνδέονται με ένα μόριο γλυκερίνης, και γι 'αυτό χρησιμοποιείται ως τροφή - για μαγείρεμα-, για την παρασκευή σαπουνιών και άλλων προϊόντων, ακόμη και ως βιοκαύσιμο σε υβριδικά ή προσαρμοσμένα οχήματα .
8. Βενζόλιο. Αυτός ο αρωματικός υδρογονάνθρακας του χημικού τύπου Γ₆Η₆, των οποίων τα άτομα άνθρακα καταλαμβάνουν τις κορυφές ενός κανονικού εξαγώνου, είναι ένα άχρωμο και εξαιρετικά εύφλεκτο υγρό, καρκινογόνο και με γλυκό άρωμα. Είναι ίσως η πιο παραγόμενη χημική ουσία στον κόσμο, καθώς είναι απαραίτητο να συνθέσουμε άλλους υδρογονάνθρακες και χημικές ενώσεις, εκτός από το απαραίτητο μέρος πολλών καυσίμων και διαλυτών οχημάτων.
9. Μαγνήσιο. Χημικό στοιχείο με το σύμβολο Mg, το έβδομο σε αφθονία στον φλοιό της γης και το τρίτο μεταξύ αυτών που διαλύονται στο θαλασσινό νερό. Είναι ένα ουσιαστικό ιόν για όλες τις μορφές ζωής, αν και αυτό το μέταλλο δεν είναι ποτέ καθαρό στη φύση. Είναι πολύ εύφλεκτο, ειδικά με τη μορφή τσιπς ή σκόνης, παράγοντας ένα έντονο λευκό φως που χρησιμοποιείται συχνά στις πρώτες μέρες της φωτογραφίας. Ωστόσο, μόλις ενεργοποιηθεί είναι δύσκολο να απενεργοποιηθεί, δεδομένης της αντιδραστικότητάς του με άζωτο και CO.₂ της ατμόσφαιρας.
10. Προπάνιο. Ένα άχρωμο, άοσμο οργανικό αέριο με χημικό τύπο C₃Η₈, του οποίου η τεράστια καύση και εκρηκτικότητα το καθιστούν ιδανικό, μαζί με το αέριο βουτάνιο (C₄Η₁₀), για την τροφοδοσία φούρνων, κουζινών και άλλων οικιακών περιβαλλόντων, καθώς σε θερμοκρασία δωματίου είναι αδρανής και επομένως σχετικά ασφαλής. Και τα δύο προέρχονται από διάφορα στάδια διύλισης λαδιού και μαζί αποτελούν την πλειονότητα των εύφλεκτων αερίων σε κοινή εμπορική χρήση σήμερα (υγροποιημένο αέριο) σε κυλίνδρους και καφετέριες.