Paprasčiau tariant, degimas reiškia degimą. Kad vyktų degimo procesas, cheminei grandininei reakcijai pradėti reikalingas kuras, deguonis ir uždegimo šilumos šaltinis; Pavyzdžiui, lauže malkos yra kuras, aplinkinis oras suteikia deguonies, o degtukas ar žiebtuvėlis gali uždegti ugnį. Padidinus bet kurį iš šių elementų, gaisro intensyvumas padidės, o pašalinus bet kurį iš jų procesas sustos. Jei laužas užgesinamas, pavyzdžiui, vandeniu ar purvu, deguonis nebegali patekti į šilumą ir kurą, ir jis užgęsta.
kuras
Kuras yra medžiaga, kuri dega degimo proceso metu. Visuose kuruose yra cheminės potencialios energijos; tai energijos kiekis, kuris išsiskirs vykstant cheminei reakcijai. Kiek energijos išskiria medžiaga degdama, vadinama degimo šiluma. Kiekvienas kuras turi tam tikrą energijos tankį arba kiek megadžaulių (MJ) energijos pagaminama kilograme (kg) medžiagos; Pavyzdžiui, metano energijos tankis yra 55.5 MJ/kg, o tai reiškia, kad jis gali tiekti daugiau energijos nei siera, esant 9.16 MJ/kg.
Kaip kuras gali būti naudojamos įvairios medžiagos, tačiau angliavandeniliai yra vieni iš labiausiai paplitusių. Tai apima metaną, propaną, benziną ir reaktyvinį kurą, kad būtų galima paminėti tik keletą; visas iškastinis kuras, įskaitant anglį ir gamtines dujas, yra angliavandeniliai. Kitos medžiagos, kurios dažniausiai naudojamos kaip kuras, yra vandenilis, alkoholis ir biokuras, pavyzdžiui, mediena.
Degimo metu kuras paverčiamas šiluma ir išmetimu. Pavyzdžiui, degdamas benzinas gamina vandenį (garą), anglies dioksidą, azotą, anglies monoksidą ir kitus elementus. Deginant taip pat gali išsiskirti dalelės – mažytės dalelės, plūduriuojančios ore; tie, kurie išsiskiria deginant iškastinį kurą ir medieną, dažnai prisideda prie oro taršos. Tačiau išmetamosios dujos gali būti naudojamos naudingiems tikslams, pavyzdžiui, suteikiant trauką, kuri stumia raketą į orą. Dauguma išmetamųjų dujų yra dujų pavidalo dėl degimo proceso išsiskiriančios šilumos, tačiau jos gali būti ir skystos arba kietos.
Deguonis
Kad kuras degtų degimo procese, jame taip pat turi būti deguonies. Dažniausias šaltinis yra oras, kuriame yra apie 21% deguonies. Kiti šaltiniai, dažnai žinomi kaip oksidatoriai arba oksidatoriai, yra vandenilio peroksidas, kalio nitratas ir daugelis kitų. Kai į kurą įvedamas oksidatorius, jis išskiria deguonį ir gali padidinti ugnies degimo greitį.
Kaip ir kuras, deguonis nebūtinai turi būti dujų pavidalo, nors tai labai įprasta. Pavyzdžiui, kietoje raketoje kietasis oksidatorius sumaišomas su kuru, kad būtų sukurtas raketinis kuras, kuris užsidegęs dega ir varo raketą į priekį. Erdvėlaivis ir kiti erdvėlaiviai naudoja skystąjį deguonį kaip degimo proceso dalį.
Kai ugnis neturi pakankamai deguonies, ji nedega iki galo. Dėl nepilno degimo susidaro anglies monoksidas, anglis (suodžiai) ir kitos kietosios dalelės, kurios užteršia orą. Nevisiškas degimas namų židinyje ar krosnyje gali išsiskirti nuodingų dujų ir būti labai pavojingas.
šiluma
Šiluma arba užsidegimas yra tai, kas pradeda degimo procesą. Kadangi šiluma taip pat išsiskiria, kai kažkas dega, procesui prasidėjus, ne visada reikia papildomos šilumos, kad vyktų cheminė grandininė reakcija. Pradinę kibirkštį, kuri sukelia cheminį procesą, gali suteikti liepsna, trintis ar net saulės šiluma.
Savaiminio užsidegimo, fermentacijos ar oksidacijos atveju gali susidaryti pakankamai šilumos, kad kiltų gaisras. Pavyzdžiui, komposto krūvoje bakterijos gali pradėti skaidyti organinius junginius, sukurdamos pakankamai šilumos ir deguonies, kad sukeltų degimą. Kai kurios medžiagos, vadinamos piroforinėmis medžiagomis, užsiliepsnoja, kai yra veikiamos oro ar vandens; fosforas ir plutonis yra du pavyzdžiai. Kai šios medžiagos susiduria su kuro šaltiniu, jos gali sukelti gaisrą, kurį labai sunku užgesinti.
Degimo proceso valdymas
Kadangi degimui reikalingos visos trys dalys, bet kurios iš jų padidinimas arba sumažinimas turės įtakos procesui. Pavyzdžiui, padidinus deguonies kiekį į ugnį naudojant oksidatorių, ugnis užsidegs greičiau. Pašalinus arba sumažinus kuro šaltinį, jis sudegs mažiau arba užges.
Yra trys pagrindiniai būdai sustabdyti degimo procesą:
atimti kurą,
pašalinti deguonį,
ir (arba) atimti šilumą.
Degimą taip pat galima sustabdyti sustabdžius cheminę grandininę reakciją, kuri sukelia liepsnas. Tai ypač svarbu, kai dega tam tikri metalai, pavyzdžiui, magnis, nes įpylus vandens į ugnį ji tik sustiprės. Tokiais atvejais reakcijai sustabdyti naudojami sausi chemikalai arba halometanai.
Kuris iš jų yra geriausias gaisro sustabdymo būdas, priklauso nuo gaisro tipo ir dydžio. Pavyzdžiui, gaisro atveju ugniagesiai naudoja vandenį arba putas, kad deguonis nepatektų į degalus ir sumažintų temperatūrą. Nors vanduo gali būti naudojamas gesinant mišką ar miško gaisrą, naujo kuro pašalinimas, išvalant iš teritorijos krūmus ir negyvas augmenijas, dažnai yra svarbi gaisro sustabdymo dalis.