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La combustion

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Agregado: 10 de OCTUBRE de 2002 (Por ) | Palabras: 1136 | Votar! | Sin Votos | Sin comentarios | Agregar Comentario
Categoría: Apuntes y Monografas > Qumica >
Material educativo de Alipso relacionado con combustion
  • Actividades para compensar. Fsico-Qumica 9II y IV. Combustin-:
  • Evaluacin integradora de Ciencias Naturales. Combustin. Temper:
  • Actividades de Fsico-Qumica: Combustion. Proceso exotrmico y:

  • Enlaces externos relacionados con combustionnalga

    Monografa sobre la combustin

    Combustin: proceso de oxidacin rpida de una sustancia, acompaado de un aumento de calor y frecuentemente de luz. En el caso de los combustibles comunes, el proceso consiste en una combinacin qumica con el oxgeno de la atmsfera que lleva a la formacin de dixido de carbono, monxido de carbono y agua, junto con otros productos como dixido de azufre, que proceden de los componentes menores del combustible. El trmino combustin, tambin engloba el concepto de oxidacin en sentido amplio. El agente oxidante puede ser cido ntrico, ciertos percloratos e incluso cloro o flor. (Para la mayora de los combustibles y productos qumicos que se mencionan aqu, consltese el artculo correspondiente).

    Liberacin de energa

    La mayora de los procesos de combustin liberan energa (casi siempre en forma de calor), que se aprovecha en los procesos industriales para obtener fuerza motriz o para la iluminacin y calefaccin domsticas. La combustin tambin resulta til para obtener determinados productos oxidados, como en el caso de la combustin de azufre para formar dixido de azufre y cido sulfrico como producto final. Otro uso corriente de la combustin es la eliminacin de residuos.

    La energa liberada durante la combustin provoca una subida de temperatura en los productos. La temperatura alcanzada depender de la velocidad de liberacin y disipacin de energa, as como de la cantidad de productos de combustin. El aire es la fuente de oxgeno ms barata, pero el nitrgeno, al constituir tres cuartos del aire en volumen, es el principal componente de los productos de combustin, con un aumento de temperatura considerablemente inferior que en el caso de la combustin con oxgeno puro. Tericamente, en toda combustin slo se precisa aadir una mnima porcin de aire al combustible para completar el proceso. Sin embargo, con una mayor cantidad de aire, la combustin se efecta con mayor eficacia y aprovechamiento de la energa liberada. Por otra parte, un exceso de aire reducir la temperatura final y la cantidad de energa liberada. En consecuencia habr de establecerse la relacin aire-combustible en funcin del nivel de combustin y temperatura deseados. Para lograr altas temperaturas puede utilizarse aire rico en oxgeno, o incluso oxgeno puro, como en el caso de la soldadura oxiacetilnica. El nivel de combustin puede aumentarse partiendo el material combustible para aumentar su superficie y de este modo incrementar su velocidad de reaccin. Tambin se consigue dicho aumento aadiendo ms aire para proporcionar ms oxgeno al combustible. Cuando se necesita liberar energa de modo instantneo, como en el caso de los cohetes, puede incorporarse el oxidante directamente al combustible durante su elaboracin.

    Combustibles slidos

    Por orden de potencial calorfico, los combustibles slidos ms comunes son: el carbn, el coque, la madera, el bagazo de caa de azcar y la turba. La combustin de estos materiales provoca la descomposicin del combustible y la formacin de materias voltiles como el gas, que arden con una llama tiznosa. Los residuos de slidos carbnicos arden dependiendo de la difusin de oxgeno en su superficie. Esta combustin precisa una temperatura en la superficie que oscile entre 400 y 800 C, que puede conseguirse por la radiacin del calor procedente de un objeto o medio de temperatura elevada. Al quemar combustible en una chimenea, el aire debe ir atravesando el combustible slido, mantenindose la temperatura necesaria se mantiene por radiacin entre las partculas. Al objeto de lograr una combustin ms rpida, al carbn se le aade aire y se le trata en un horno. La relacin aire-combustible necesaria depender fundamentalmente del tipo de combustible empleado; as 1 kg de carbn comn bituminoso requiere un mnimo de 11 kg de aire para completar la combustin. En el caso del carbn activado, la temperatura de las llamas puede llegar a los 1.540 C . Si se quema carbn en polvo fino (polvo de carbn) u otro hidrocarburo en circunstancias no controladas, la combustin se produce con gran rapidez, casi como una explosin. Ejemplos de estos procesos de combustin acelerada son los incendios en minas causados por el polvo de carbn.

    Combustibles lquidos y gaseosos

    Los combustibles lquidos ms comunes son el fuel-oil, la gasolina y las naftas derivadas del petrleo. Les siguen en importancia el alquitrn de hulla, el alcohol y el benzol obtenido en el proceso de elaboracin de coque. En los hornos fijos, se introduce fuel-oil poco voltil en la cmara de combustin a travs de unas boquillas, ya sea en presencia de vapor y aire o sin ella. En un motor de combustin interna, los combustibles voltiles como la gasolina o las mezclas de alcohol y gasolina (gasolina reformada) se evaporan y la mezcla penetra en el cilindro del motor, donde la combustin se provoca con una chispa. En el caso de estos combustibles se precisan entre 16 y 23 kg de aire para la combustin de 1 kg de combustible. En los motores diesel, el combustible se introduce en forma de lluvia atomizada en la cmara de combustin, donde el aumento de temperatura asociado con el nivel de compresin de dichos motores, es suficiente para provocar el encendido.

    A los combustibles gaseosos como el gas natural, el gas refinado o los gases manufacturados, se les aade aire antes de la combustin para proporcionarles una cantidad suficiente de oxgeno. La mezcla de aire y combustible surge del quemador a una velocidad mayor que la de la propagacin de la llama, evitando as el retroceso de sta al quemador, pero permitiendo el mantenimiento de la llama en ste. Estos combustibles, en ausencia de aire, arden con llamas relativamente fras y humeantes. Cuando el gas natural arde en el aire alcanza temperaturas que superan los 1.930 C.

    Los cohetes espaciales suelen usar combustibles lquidos como el queroseno y la hidracina, y contienen oxidantes como el oxgeno lquido, el cido ntrico o el perxido de hidrgeno. Los lanzacohetes militares emplean combustibles slidos como la cordita, a los que se incorpora oxgeno. Estos arden espontneamente al calentarse por la radiacin de los productos de la combustin.

    Investigacin de los combustibles

    Al ser la combustin un elemento clave en la produccin de energa, se destinan grandes esfuerzos a la investigacin y descubrimiento de procesos ms eficaces para quemar combustibles. Otra parte del esfuerzo de los investigadores se dirige a conseguir reducir la cantidad de contaminantes que se liberan durante la combustin, pues estos productos son causa de importantes problemas de deterioro medioambiental como la lluvia cida. En los laboratorios de combustin, los cientficos se valen de complejos sistemas lser para el estudio de los motores y sistemas de combustin, con el fin de detectar fugas de combustible y mejorar tales sistemas. Tambin es frecuente el uso del lser en pruebas destinadas a clarificar los procesos qumicos que se proceden en las llamas, a fin de comprender mejor las formas y usos del fuego.


     
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