Pembakaran

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Jump to navigation Jump to search
Pembakaran hutan.

Pembakaran adalah satu proses kimia, satu tindak balas eksotermik di antara satu bahan (bahan api) dan satu gas (pengoksidaan), biasanya oksigen, O2, untuk membebaskan haba. Dalam satu tindakbalas pembakaran yang sempurna, satu sebatian akan bertindakbalas dengan satu unsur yang beroksigen, dan hasilnya adalah sebatian dari setiap unsur bergabung di dalam bahan api dengan unsur yang beroksigen. Sebagai contoh:

CH4 + 2 O2CO2 + 2 H2O + haba

CH2S + 6 F2CF4 + 2 HF + SF6 + haba

Jenis pembakaran[sunting | sunting sumber]

Pembakaran marak[sunting | sunting sumber]

Pembakaran marak atau cepat merupakan satu bentuk pembakaran yang mana banyak tenaga haba dan cahaya dibebaskan. Pembakaran sebegini biasanya wujud sebagai api. Biasanya pembakaran ini digunakan dalam bentuk mekanisme, seperti enjin pembakaran dalaman, dan dalam senjata termobarik.

Pembakaran perlahan[sunting | sunting sumber]

Pembakaran perlahan adalah satu bentuk pembakaran yang berlaku pada suhu rendah. Respirasi adalah satu contoh pembakaran perlahan.

Pembakaran sempurna[sunting | sunting sumber]

Dalam pembakaran lengkap, zat tindakbalas akan terbakar di dalam oksigen, menghasilkan beberapa jenis produk. Apabila hidrokarbon terbakar di dalam oksigen, kesan tindakbalas akan hanya menghasilkan karbon dioksida dan air. Apabila elemen seperti karbon, nitrogen, sulfur dan besi terbakar, elemen tersebut akan menghasilkan oksida yang paling umum. Karbon akan menghasilkan karbon dioksida. Nitrogen akan menghasilkan nitrogen dioksida. Sulfur akan menghasilkan sulfur dioksida. Besi akan menghasilkan besi(III) dioksida. Pembakaran lengkap pada amnya adalah mustahil untuk dicapai kecuali tindakbalas yang berlaku dikawal secara berhati-hati (e.g. di dalam persekitaran makmal).

Pembakaran bergelora[sunting | sunting sumber]

Pembakaran bergelora merupakan pembakaran yang dibentuk oleh aliran-aliran bergelora. Pada kebanyakan waktu, pembakaran ini digunakan dalam industri seperti turbin gas dan enjin diesel kerana gelora membantu proses pencampuran bahan api dan agen pengoksidaan.

Pembakaran tidak sempurna[sunting | sunting sumber]

Dalam pebakaran tidak sempurna, bekalan oksigen yang diperlukan bagi pembakaran adalah tidak cukup. Bahan tindak balas akan terbakar dalam oksigen, tetapi menghasilkan pelbagai hasil. Apabila suatu hidrokarbon terbakar dalam oksigen, tindak balas itu akan menghasilkan karbon dioksida, air, karbon monoksida serta pelbagai komponen lain seperti oksida nitrogen. Pembakaran tidak sempurna adalah lebih umum dijumpai dan menghasilkan pelbagai hasil sampingan, dan dalam hal pembakaran bahan api kenderaan, hasil-hasil ini adalah berbahaya dan boleh merosakkan alam.

Pembakaran berbara[sunting | sunting sumber]

Pembakaran berbara atau pendam ialah pembakaran tanpa nyalaan api, menghasilkan haba daripada tindak balas heterogen yang berlaku di permukaan bahan api pepejal apabila dipanaskan dalam persekitaran pengoksidaan. Perbezaan asas antara pembakaran berbara dengan pembakaran bernyala ialah dalam pembaraan, pengoksidaan bahan tindak balas berlaku di permukaan pepejal dan bukannya dalam fasa gas. Suhu dan haba yang dibebaskan dalam pembakaran berbara adalah rendah berbanding dengan pembakaran bernyala suatu pepejal. Takat-takat umum pembakaran berbara ialah sekitar 600 °C pada puncaknya dan membebaskan 5 kJ per gram O2 berbanding takat nyalaan 1500 °C dengan 13 kJ per gram O2 haba terhasil dalam nyalaan. These characteristics make smolder to propagate at low velocities, typically around 0.1 mm/s, which is about two orders of magnitude lower than the velocity of flame spread over a solid. In spite of its weak-combustion characteristics, smouldering is a significant fire hazard.

Persamaan kimia[sunting | sunting sumber]

Secara umumnya, persamaan kimia untuk pembakaran sempurna hidrokarbon (contohnya oktana) dalam oksigen adalah seperti berikut:

CxHy + (x + y/4)O2xCO2 + (y/2)H2O

Contoh pembakaran propana adalah:

C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O

Persamaan kimia mudah bagi pembakaran hidrokarbon adalah:

bahan pembakaran + oksigenhaba + air + karbon dioxida.

Pembakaran bahan api cecair[sunting | sunting sumber]

Pembakaran bahan api cecair dalam atmosfera pengoksidaan sebenarnya berlaku di dalam fasa gas, iaitu wap yang terbakar bukannya cecair. Oleh itu, cecair biasanya akan menyala hanya di atas satu suhu tertentu yang dikenali sebagai takat kilat. Sekiranya suhu cecair berada di bawah suhu ini, ia tidak akan menyejat dengan cukup pantas untuk membentuk wap yang akan akan menyokong proses pembakaran.

Pembakaran bahan api pepejal[sunting | sunting sumber]

Aktiviti pembakaran terdiri daripada tiga fasa. Fasa-fasa ini secara relatifnya tampak berbeza, tetapi juga agak berselisih antara satu sama lain.

  • Fasa prapemanasan, apabila bahan api yang tidak terbakar dipanaskan ke takat kilat dan kemudiannya ke takat api. Gas-gas mudah terbakar muda terhasil dalam proses yang serupa dengan penyulingan kering.
  • Fasa penyulingan atau fasa gas, apabila campuran gas mudah terbakar dan oksigen terbakar. Tenaga terhasil dalam bentuk haba dan cahaya dengan api yang selalunya boleh dilihat.
  • Fasa arang atau fasa pepejal, apabila output gas mudah terbakar adalah terlalu rendah untuk meneruskan kelangsungan api dan bahan api yang menjadi arang tidak lagi terbakar dengan marak, tetapi hanya berbara.

Pengiraan[sunting | sunting sumber]

Suhu pembakaran[sunting | sunting sumber]

Dengan mengganggap keadaan pembakaran adalah sempurna, di mana keadaan adiabatik (tiada kehilangan haba) berlaku dan pembakaran lengkap, suhu pembakaran adiabatik dapat ditentukan. Formula yang memberikan suhu ini adalah berdasarkan hukum termodinamik pertama dan mengambil kira bahawa haba pembakaran yang dikira daripada nilai pemanasan bahan api digunakan sepenuhnya untuk memanaskan bahan api dan gas seperti oksigen dan air.

Dalam hal pembakaran bahan api fosil di udara, suhu pembakaran bergantung kepada

  • nilai pemanasan;
  • nisbah udara stoikiometri, ;
  • muatan haba bahan api dan air; dan
  • suhu inlet udara dan bahan api.

Suhu pembakaran adiabatik meningkat apabila nilai pemanasan meningkat dan nisbah-nisbah stoikiometri menghampiri satu.

Biasanya, suhu pembakaran adiabatik bagi arang adalah sekitar 1500 °C (bagi suhu inlet kepada suhu bilik dan ), sekitar 2000 °C bagi minyak dan 2200 °C bagi gas asli.

Analisis pembakaran[sunting | sunting sumber]

Analisis pembakaran ialah suatu proses untuk menentukan komposisi sebatian organik.

Lihat juga[sunting | sunting sumber]

Pautan luar[sunting | sunting sumber]