"Природоведение", Сухова Т.С., Строганов В.И.
Горение — быстрое химическое превращение вещества в кислороде, при котором выделяются тепло и обычно свет. Для его возникновения нужны три условия: горючее вещество, кислород или другой окислитель и нагрев до температуры воспламенения. Если убрать хотя бы одно условие, огонь погаснет. Эти знания помогают объяснить, почему горят свеча, дерево и топливо, а также выбрать безопасный способ тушения разных пожаров.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Горение — быстро протекающая реакция вещества с кислородом, сопровождающаяся выделением тепла и обычно света. При этом исходное вещество превращается в новые вещества. Понятие помогает отличать горение от простого нагревания.
Горючее вещество — вещество, способное вступать в реакцию горения. Оно является своеобразным топливом: бумага, древесина, газ и бензин могут гореть при подходящих условиях. Без такого вещества кислород не сможет поддерживать огонь.
Окислитель — вещество, поддерживающее горение; в обычных условиях им чаще всего является кислород воздуха. Он соединяется с горючим веществом и помогает реакции идти быстрее. Поэтому окислитель нужен для горения, хотя сам не обязательно горит.
Температура воспламенения — минимальная температура, при которой вещество начинает гореть. Пока вещество холоднее этой границы, реакции горения не начинается или не поддерживается. Знание этого понятия объясняет, зачем сначала нагревают спичку, бумагу или дрова.
Горение относят к химическим реакциям, потому что при нём появляются новые вещества. Например, при сгорании древесины образуются газы, водяной пар и зола, а состав исходного материала меняется. Выделение тепла и часто света показывает, что энергия запасённых в веществе связей переходит в другие формы.
Горючее вещество необходимо потому, что именно оно участвует в реакции с кислородом. Его частицы соединяются с частицами кислорода, и в результате образуются новые вещества. Если убрать бумагу, газ или дрова, кислород останется, но реакции, дающей пламя, больше не будет.
Одного кислорода недостаточно по двум причинам. Во-первых, он должен соприкасаться с горючим веществом: кислород в закрытой оболочке не может поддержать огонь снаружи. Во-вторых, реакцию нужно запустить нагреванием, потому что при низкой температуре частицы движутся недостаточно быстро для начала заметного превращения.
Вещество нагревают до температуры воспламенения, чтобы реакция началась. После начала горения выделяется тепло, и его может хватить для нагревания соседних частей вещества. Поэтому пламя продолжает поддерживаться самостоятельно, пока рядом остаются топливо и кислород.
Горение прекращается, если исчезает хотя бы одно необходимое условие. Можно убрать горючий материал, перекрыть доступ кислорода или охладить предмет ниже температуры воспламенения. На этих трёх действиях основаны способы тушения пожаров: воду используют для охлаждения, пену и порошок — для изоляции от воздуха, а перекрытие крана удаляет подачу топлива.
| Условие | Роль в горении | Примеры |
|---|---|---|
| Наличие горючего вещества | Даёт материал для реакции с кислородом | Дерево, бумага, газ, бензин |
| Наличие кислорода или другого окислителя | Поддерживает химическое превращение вещества | Кислород воздуха, окислитель в специальной смеси |
| Нагрев до температуры воспламенения | Запускает реакцию и позволяет ей продолжаться | Искра, пламя спички, нагретая поверхность |
| Способ прекращения горения | Устраняет топливо, кислород или необходимое тепло | Вода, пена, порошковый огнетушитель, перекрытие газа |
Первые три строки показывают, что нужно огню для возникновения. Последняя строка помогает подобрать действие для тушения: нужно убрать хотя бы одно из обязательных условий. Всегда учитывают свойства горящего вещества, поэтому один и тот же способ подходит не для каждого пожара.
Пламя свечи использует кислород воздуха и выделяет тепло. Стакан не убирает воск и сначала не охлаждает свечу, но ограничивает поступление свежего воздуха. Значит, нужно проследить, какое условие постепенно нарушается.
Ответ: свеча гаснет из-за уменьшения количества кислорода под стаканом. Одно из условий горения исчезает.
Дрова в костре являются горючим веществом, а воздух приносит кислород. Вода соприкасается с нагретыми дровами и забирает у них часть тепла. Поэтому здесь прежде всего нарушают условие, связанное с температурой.
Ответ: вода охлаждает горючий материал ниже температуры воспламенения. Поэтому костёр перестаёт гореть.
Бензин — горючая жидкость, пары которой легко воспламеняются. Вода не смешивается с бензином и обычно тяжелее его, поэтому бензин остаётся сверху и может растекаться. Значит, струя воды способна не потушить пожар, а увеличить площадь огня.
Ответ: горящий бензин тушат подходящим огнетушителем или пеной, а не водой. Способ должен одновременно учитывать свойства топлива и безопасность людей.
Ошибка 1. Считать, что для горения достаточно кислорода. Так думают, потому что воздух окружает пламя, но забывают о топливе и нагревании. Проверьте себя: назовите все три условия.
Ошибка 2. Называть горением любое нагревание предмета. Нагретый камень не обязательно вступает в реакцию и не образует новые вещества. Спросите себя, изменился ли состав вещества.
Ошибка 3. Путать температуру воспламенения с плавлением или кипением. Воспламенение означает начало горения, а плавление и кипение — переход в другое физическое состояние. Проверьте, идёт ли химическая реакция.
Ошибка 4. Считать воду универсальным средством тушения. Она опасна для бензина и электроприборов, потому что может распространить жидкость или провести ток. Сначала определите, что именно горит, и только потом выбирайте способ тушения.
Для понимания горения нужны знания о признаках химических реакций, составе воздуха, свойствах кислорода и передаче тепла. Позже эти сведения помогут объяснить устройство огнетушителей и правила безопасного обращения с огнём. Тема связана с окислением веществ, круговоротом кислорода в природе и использованием топлива человеком.
Почему кислород сам не горит, но поддерживает горение?
Кислород не является горючим веществом: он не служит топливом для реакции. Но он вступает в реакцию с горючими веществами и помогает им быстро окисляться, поэтому поддерживает горение.
Почему дерево не начинает гореть при обычной температуре?
При обычной температуре дерево не нагрето до температуры воспламенения. Сначала его нужно прогреть, чтобы началось выделение и воспламенение горючих веществ.
Можно ли считать тление разновидностью горения?
Да, тление — медленная разновидность горения. При нём вещество реагирует с кислородом и выделяет тепло, но пламя обычно отсутствует или почти незаметно.
Почему углекислым газом можно тушить некоторые пожары?
Углекислый газ не поддерживает горение и вытесняет кислород от пламени. Поэтому реакция прекращается. Такой способ применяют, например, для некоторых электроустановок.
Почему нельзя тушить водой горящие бензин или электроприбор?
Бензин легче воды и растекается по её поверхности, поэтому огонь может распространиться. Вода также опасна при тушении включённых электроприборов, потому что проводит электрический ток.
§ 11. Какие условия необходимы для реакции горения? 42
