همسات الأوابين
أهلاً ومرحباً بك زائراً عزيـزا للمنتدى
ونرحب بآرائك ومشاركــــــــــــاتك
سجـــل هنا لمشاهدة كافة الموضوعـــات

طبيعة الحريق ومفهومه كتفاعل كيميائى Chemistry and physics of fire

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل

طبيعة الحريق ومفهومه كتفاعل كيميائى Chemistry and physics of fire

مُساهمة من طرف أواب في الأربعاء يونيو 23, 2010 6:06 pm

لكي ندرس طبيعة الحريق ومفهومه فلابد أولاً من دراسة طبيعة تركيب المواد التي تحترق ، ولقد وجد أن كل المواد الموجودة فى الطبيعة تتكون من وحدات صغيرة جداً لا يمكن رؤيتها بأدق الميكروسكوبات تسمى " الذرات " ولذا يقاس قطر الذرة بوحدة صغيرة تسمى " الانجستروم " . حيث أن 1 انجستروم = 10-8 سم ويتكون كل عنصر فى الطبيعة من ذرة أو عدة ذرات مترابطة مع بعضها بطريقة خاصة تحدد خواص طبيعة العنصر .
ورغم غر حجم الذرة المتناهي فهى ليست أصغر وحدات المادة وإنما تتكون كل ذرة من وحدات أصغر منها هى عبارة عن نواة مركزية تدور حولها جسيمات سالبة الشحنة تسمى الإلكترونات وتحتوى كل نواة على عدد من جسيمات موجبة الشحنة مساوياً لعدد الإلكترونات التى تدور حولها وتسمى هذه الجسيمات الموجبة بالبروتونات كما تحتوى على جسيمات متعادلة الشحنة تسمى نيترونات .
ويحكم حركة الإلكترونات فى دورانها حول النواة قوى الجذب بينها وبين النواة نتيجة لوجود البروتونات . وتحتوى الذرة بجانب ذلك على مساحة هائلة من الفراغ إذا قورن بحجم النواة والإلكترونات فرغم كبر حجم النواة النسبى إلا إنها لا تشغل سوى من حجم الذرة الكلى .

وبسمى عدد الإلكترونات أو البروتونات الموجود فى ذرة العنصر بالعدد الذرى وهو يختلف من عنصر لآخر . كما يسمى مجموع وزن البروتونات النيوترونات بالوزن الذرى وهو أيضاً مميز لكل ذرة من ذرات العناصر الأخرى .
 النظائر Isotopes : نظير العنصر هو عنصر له نفس العدد الذرى ولكنه يختلف فى عدد النيترونات أى الوزن الذرى .
 مثال: ذرة الهيدروجين تحتوى على بروتون واحد وإلكترون واحد فى مدارها الخارجى عددها الذرى = 1 . وزنها الذرى = وزن بروتون وزن إلكترون
= 1 0.008 = 1.008 .
بينما الديتريم وهو نظير الهيدروجين يحتوى على بروتون نيترون وإلكترون واحد . العدد الذرى =1
الوزن الذرى = وزن بروتون وزن نيترون وزن إلكترون
= 1 1 0.008 = 2.008 .
وفى الطبيعة لا يوجد العنصر فى صورة نقية وإنما يوجد كل عنصر مختلط بنظائره بنسبة معينة وغالباً ما يحسب الوزن الذرى للعنصر على أساس المتوسط الحسابى لنسبة أوزان نظائره .
فمثلاً يوجد الهيدروجين واليتريم فى الطبيعة فى مياه المطر بنسبة جزء ديتريم لكل 5000 إلى 7000 جزء هيدروجين .

 الجزئ Molecule
الجزئ هو مجموعة من الذرات مترابطة مع بعضها فى محاولة للوصول إلى حالة الاستقرار . وهذه الجزيئات تختلف فى خواصها الكيميائية والطبيعية حسب نوع وعدد وترتيب الذرات التى تتكون منها . والجزئ المكون من نوع واحد من الذرات يسمى جزئ أولى أو عنصر أما الجزئ المكون من اثنين أو أكثر من ذرات مختلفة فيسمى مركب ويوجد حوالى [/color][/right]
100 عنصر فى الطبيعة أما المركبات فعددها غير محدد .
 الرمز الكيميائى Symbol
الغرض منه إعطاء فكرة بطريقة مبسطة عن عدد الذرات ونوعها وكيفية ترتيبها داخل الجزئ .
 الوزن الذرى والوزن الجزيئى Molecular Weight & Atomic Wt.
الوزن الذرى للعنصر هو وزن ذرة العنصر بالنسبة لوزن ذرة الهيدروجين . أما الوزن الجزيئى فهو يساوى مجموع أوزان الذرات المحتوى عليها الجزئ .
 مثال: بالنسبة لجزئ الماء ورمزه H2O
وزن الجزئ = وزن ذرة أكسجين 2 ( وزن ذرة الهيدروجين )
= 16 2 = 18
 الوزن الجزيئى الجرامى Molarity
هو الوزن الجزيئى مقدراً بالجرامات .
 الوزن النوعى Specific Gravity
هو النسبة بين وزن حجم معين من المادة إلى وزن نفس الحجم من الماء عند نفس درجة الحرارة حيث أن الوزن النوعى للماء يساوى الوحدة عند درجة 4 درجة مئوية . ويقاس الوزن النوعى بالهيدرومتر .
 الكثافة البخارية أو الكافة الغازية Vapor density of a gas
هى النسبة بين وزن وزن حجم معين من غاز نقي إلي وزن نفس الحجم من الهواء الجاف عند نفس الظروف من درجة الحرارة والضغط . فإذا كانت هذه النسبة أقل من الواحد يكون الغاز أخف من الهواء وإذا كانت اكبر من الواحد يكون الغاز أثقل من الهواء .
ويمكن التعبير عنها حسابياً كما يلي :-
الكثافة البخارية للغاز =الوزن الجزيئى للغاز
29
حيث 29 = الوزن الجزيئى للهواء الجاف عند معدل الضغط ودرجة الحرارة .
 كثافة الهواء البخارية Vapor Air Density ( Vad )
وهى تساوى النسبة بين وزن حجم مخلوط من بخار السائل الملتهب مع الهواء لوزن نفس الحجم من الهواء عند درجة حرارة وضغط التعادل .
وكثافة الهواء البخارية تعتمد على درجة الحرارة المعرض لها السائل وعلى ضغط البخار عند هذه الدرجة والوزن الجزيئى للسائل .
فعند درجة حرارة أقل من درجة الغليان " غليان السائل " تكون نسبة أبخرة السائل الملتهب قليلة في الهواء المحيط به وبالتالى تكون كثافة الهواء البخارية قريبة من كثافة الهواء النقى . أما عند درجة الغليان أو قريباً منها فإن نسبة بخار السائل تكون عالية جداً وتحل محل الهواء المحيط بسطح السائل .
ويمكن حساب كثافة الهواء البخارية الآتى :
إذا فرضنا أن الضغط البخارى P وضغط البخار عند درجة حرارة التعرض L والكثافة البخارية D .
VAD = L d L - P
P P
حيث : L D = هي مقياس لمقدار مساهمة البخار في كثافة المخلوط p

P - L = هي مقياس لمقدار مساهمة الهواء في كثافة المخلوط
P
وللتوضيح نأخذ المثال الآتي : -
أوجد (VAD) عند درجة حرارة 100 0/F وضغط مقدار واحدة ضغط جوي سائل ملتهب تبلغ كثافته البخارية 2 عند ضغط بخاري قدره 76مم زئبق في درجة حرارة
( VAD ) = L D P - L
p P

( VAD ) = 76 X 2 760 X 76

 الضغط البخار ونقطة الغليان Vapor pressure and boiling point
أن جزيئات آي سائل تكون في حالة حركة دائمة وحيث أن طاقة لحركة الخاصة بهذه الجزئيات تعتمد علي درجة الحرارة التي يكتسبها السائل .
فإنه كلما زادت درجة الحرارة المكتسبه زادت حكة جزيئات السائل والتالي حركة هروب الجزيئات من سطح السائل متحولة إلى بخار .
وتعتمد حكة هروب جزيئات السائل من سطحه الحر متحولة إلى بخار ينتشر في الفضاء المحيط به علي عدة عوامل منها الضغط المحيط بسطح السائل ودرجة حرارة السائل ودرجة تشبع الجو المحيط بالسائل وحركة الهواء فوق سطح السائل .
فلو افترضنا ان لدينا سائل موضوع داخل حيز محدود الحجم ومغلق فإنه عند إعطائه كمية من الطاقة الحرارية تبدأ جزيئاته في التحرك بسرعة أكبر وتتجه للهروب من سطح الحر متحولة إلى بخار وتظل عملية البخر مستمرة إلى ان يصبح الجو المحيط بسطح السائل مشبعا بكمية كبيرة من البخار وبالتالي تحدث تصادمات كثيرة بين جزئيات السائل الهاربة وبين جزيئات البخار مما يفقد الجزيئات الهاربة طاقتها الحركية فتعود متكثفة مرة أخري إلى سطح السائل وتسمي النقطة التي تبدأ عندها الجزئيات الهاربة في التكثف والعودة مرة أخري إلى سطح السائل بنقطة التعادل ويسمي الضغط المبذول بواسطة بخار السائل عندها بالضغط البخاري .
أي ان الضغط البخاري للسائل هو الضغط المبذول بواسطته بخار السائل عند نقطة التعادل حيث معدل البخر = معدل التكثيف.

هي درجة الحرارة التي يكون عندها ضغط بخار السائل مساويا للضغط الجوي.

درجة حرارة الاشتعال Burning temperature
هي أصغر درجة حرارة يمكن إعطائها للمادة لكي تبدأ في الاحتراق ذاتياً بدون الحاجة الي تسجين من مصدر خارجي .
ودرجة حرارة الاشتعال بالنسبة للمادة الواحدة يمكن أن تتغير حسب تغير الظروف والعوامل المحيطة بالمادة . فالعوامل التى تؤثر على درجة الاشتعال هى:
1- نسبة مخلوط بخار المادة المشتعلة مع الهواء .
2- شكل وحجم الفضاء الذى تحدث فيه عملية الاحتراق .
3- معدل وزمن التسخين للمادة المراد حرقها .
4- نوع ودرجة حرارة المصدر الحرارى .
5- تأثيرات مواد متواجدة فى الحيز الموجود فيه المادة التى تحترق .
6- تركيز الأكسجين فى الفضاء المحيط بالمادة المحترقة .
ولدراسة تأثير العوامل السابقة على تقدير درجة حرارة الاشتعال نأخذ الأمثلة الآتية:
1) لدراسة تأثير عامل نسبة مخلوط بخار المادة المشتعلة مع الهواء على درجة حرارة الاشتعال وجد الآتى بالنسبة لغاز Pentane .
نسبة الـ Pentane فى الهواء درجة حرارة الاشتعال
1.5 %
3.75 %
7.65 % 1018.4 درجة فهرنهيتية
935.6 درجة فهرنهيتية
888.8 درجة فهرنهيتية
ملحوظة:
درجة مئوية = 33.3 درجة فهرنهيتية .
2) وبالنسبة لبيان تأثير حجم الحيز على درجة الاشتعال وجد الآتى بالنسبة للـ Carbon Disulfide
( ثنى كبريتيد الكربون CS2 ) .
حجم الحيز بالمم درجة حرارة الاشتعال
300 مم
1000 مم
10000 مم 248 درجة فهرنهيتية
230 درجة فهرنهيتية
205 درجة فهرنهيتية
3) ولبيان تأثير المواد الأخرى لملامسة للمادة المحترقة على درجة حرارة الاشتعال وجد الآتى بالنسبة للبنزين .
نوع الوعاء درجة حرارة الاشتعال
كوارتز
حديد
زنك 1060 درجة فهرنهيتية
1252 درجة فهرنهيتية
1330 درجة فهرنهيتية
وبالنسبة لاحتراق المواد الصلبة فقد وجد أنها تتأثر لدرجة كبيرة بمعدل سريان الهواء وكذلك بمعدل التسخين وحجم المادة الصلبة .
فكلما زد معدل سريان الهواء أو معدل التسخين قلت درجة حرارة الاشتعال حتى تصل إلى نهاية صغرى ثم تبدأ فى الزيادة .
 حدود الاشتعال وحدود الانفجار Flammable and Explosion Limits
فى حالة الغازات أو الأبخرة التى تكون مع الهواء خليط ملتهب فإنه يوجد دائماً حد أصغر للاشتعال وكذلك حد أصغر للانفجار وحد أعلى للاشتعال وآخر للانفجار .
بحيث أن لو انخفضت نسبة الغاز أو بخار المادة أو السائل الملتهب فى الهواء عن الحد الأصغر لا يحدث اشتعال حتى ولو كانت ملامسة لمصدر حرارى أو أعطيت طاقة حرارية ولو زادت نسبة الغاز أو بخار المادة عن الحد الأعلى فكذلك لا يحدث اشتعال أو انفجار .
وعند أى نسبة لبخار المادة أو الغاز فى الهواء تقع بين هذين الحدين يمكن أن يحدث اشتعال أو انفجار . وتتأثر قيمة هذين الحدين بدرجة الحرارة والضغط . فكلما زادت درجة الحرارة زاد الفرق بينهما واتسع نظاق الاشتعال والنقص الملحوظ فى الضغط الجوى قد يقلل المسافة بينهما وبالتالى بقل نطاق الاشتعال .
 نقطة الوميض Flash point
وهى أقل درجة حرارة يمكن للسائل عندها أن يعطى كمية من البخار تكون كافية لتكوين مخلوط مع الهواء قابل للاحتراق أو الاشتعال قرب سطح السائل ويكون قادر على تصعيد سلسلة الاحتراق بين طبقات أبخرة السائل المتصاعدة وهى تقع فى حيز الاحتراق والانفجار .
وهذا التعريف غالباً ما يطلق فى حالة السوائل الملتهبة ويطلق كذلك على بعض المواد التى لها خاصية التسامى Sublimation أى التحول مباشرةً من الحالة الصلبة إلى الغاز مثل: الكافور والنفتالين .
 نقطة الحريق Fire point
هى أقل درجة حرارة يمكن عندها لبخار السائل المتصاعد من حيز مفتوح بسرعة مناسبة أن يحترق بصفة مستمرة وى غالباً ما تكون أعلى من نقطة الوميض بعدة درجات قليلة .
 العامل المساعد Catalyst
هو العامل الذى بساعد على سرعة سريان التفاعل الكيميائى بدون أن يدخل فيه .
 العامل المثبت أو العائق Inhibitor
هو العامل الذى يعوق التفاعل الكيميائى أو يوقفه بدون أن يدخل فيه .
 المادة الشائبة Contaminant
وهى مواد ليست أصلية فى تركيب المادة وأنما تكون عالقة بها ولكنها قد تؤثر على طبيعة التفاعل الخاص بالمادة فقد تكون لها خاصية العوامل المساعدة أو العائقة .
 المواد المستقرة Stable
وهى المواد التى تقاوم التغيير فى خواصها الكيميائية والمواد المستقرة قد تشتعل مثل: الجازولين هو مادة مستقرة ولكنه يشتعل كوقود .
 المواد الغير مستقرة Unstable
وهى المواد النشطة التى تتفاعل بسرعة ونشاط لتصل لحالة مستقرة .

كيميائى /حازم عبد الوهاب
[/color]
[/color]
[/right]
[/color][/color][/size]


عدل سابقا من قبل Chemist / Hazem Elbaz في الإثنين يوليو 05, 2010 6:57 pm عدل 7 مرات

(التــــــــــــــوقيـــــع )


avatar
أواب
GENERAL MANAGER

عدد المساهمات : 563
نقاط : 1445
تاريخ التسجيل : 23/06/2010

http://awabin.yoo7.com

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: طبيعة الحريق ومفهومه كتفاعل كيميائى Chemistry and physics of fire

مُساهمة من طرف ???? في الخميس يونيو 24, 2010 7:29 am


جزاك الله خيرا
موضوع قيم لا أظن إن ممكن حد يلاقيه في مكان تاني
زادك الله علما

????
زائر


الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: طبيعة الحريق ومفهومه كتفاعل كيميائى Chemistry and physics of fire

مُساهمة من طرف احمد حازم في الأحد نوفمبر 23, 2014 10:38 am

I love you sunny flower جزاك الله خيرا sunny flower I love you

(التــــــــــــــوقيـــــع )
avatar
احمد حازم
عضو ماسى
عضو ماسى

الأوسمة :



عدد المساهمات : 850
نقاط : 872
تاريخ التسجيل : 14/05/2014

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة

- مواضيع مماثلة

 
صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى