Visiškas degimas yra cheminė reakcija, kurios metu visi tam tikros medžiagos anglies atomai yra visiškai sunaudojami. „Degimas“ paprastai suprantamas kaip „degimo“ sinonimas, nors cheminis apibrėžimas paprastai yra daug platesnis nei tiesiog deginimas liepsna ar ugnimi. Gaisrai neabejotinai yra degimo forma ir gali visiškai sudegti mediena ir kitos medžiagos. Tačiau yra ir daugybė kitų galimybių. Moksliniu požiūriu tokia reakcija įvyksta bet kuriuo metu, kai kartu yra deguonis, šiluma ir bet koks anglies turintis kuras. Anglies atomai jungiasi su deguonies atomais taip, kad jie yra tiksliai suporuoti, o šiluma sukelia konversiją – paprastai į anglies dioksidą ir vandenį, tačiau tai gali priklausyti nuo cheminės elementų sudėties pradiniame taške.
Jei atmosferoje nėra pakankamai deguonies, kad atitiktų kiekvieną anglies atomą, degimas paprastai būna nepilnas, o tai reiškia, kad dalis medžiagos virsta dujomis, bet ne visa. Reakcijai reikalingas šilumos kiekis bet kuriuo atveju paprastai priklauso nuo kuro, nes temperatūra turi būti lygi arba aukštesnė už tos medžiagos degimo slenkstį, kad reakcija įvyktų.
Degimo supratimas bendrai
Daugelis medžiagų ir visa, kas palaiko gyvybę, yra laikomos „anglies pagrindu“. Anglis yra elementas, kuris yra beveik visur, panašiai kaip deguonis. Kiekvienas anglies turintis junginys turi vadinamąją „uždegimo temperatūrą“, kuri yra temperatūra, kurioje jis degs. Skirtingi junginiai turi skirtingus slenksčius, tačiau šiluma visada yra pirmasis reikalavimas. Kartais ši karštis gali būti labai maža, pavyzdžiui, dėl trinties, kai degtukas atsitrenkia į šiurkštų paviršių; tačiau daugeliu atvejų jis turi būti daug didesnis.
Kai medžiaga yra veikiama šilumos, viršijančios jos užsidegimo temperatūrą, anglies atomai pradeda persitvarkyti. Jie sutampa su deguonimi atmosferoje ir atominiame lygmenyje įvyksta nedidelė reakcija, kuri, žiūrint iš išorės, dažnai gali būti gana dramatiška. Kartais viskas užsidega arba gali greitai ištirpti arba ištirpti; jis gali padūkti ir kartais skleidžia triukšmą, panašų į trenksmą ar sprogimą. Daug kas priklauso nuo dalyvaujančių medžiagų, taip pat nuo to, ko dar yra degimo mišinyje, be paprastos anglies. Šie antriniai elementai paprastai yra įtraukti pagal nutylėjimą.
Kas daro degimą „užbaigtą“
Kai mokslininkai kalba apie „visišką“ degimą, jie paprastai kalba apie įvykį, kai viską sunaudoja reakcija. Kad tai įvyktų, kiekvienam junginio anglies atomui turi pakakti deguonies, kad aplinkos ore rastų atitikmenį ar porą. Dažniausiai tai nėra problema; atmosferoje paprastai yra daug deguonies. Dažniausiai pritrūksta tik tada, kai reakcija įvyksta kur nors neįprastesnėje vietoje; po žeme, oloje, pavyzdžiui, labai dideliame aukštyje, arba laboratorijoje, kur sąlygos yra dirbtinai kontroliuojamos.
Neišsamios alternatyvos
Puikus anglies ir deguonies santykis taip pat vadinamas stechiometriniu arba nuliniu oro pertekliaus degimu. Degimas vis tiek gali įvykti, kai santykis yra nesubalansuotas, tačiau tokiomis aplinkybėmis dažniausiai kažkas lieka – ty visas junginys nevirsta dujomis ar kitaip nekeičia formos. Daugeliu atvejų tai vadinama nepilnu degimu. Procesas yra toks pat iki galutinio taško; anglis ir deguonis sutampa tiek, kiek gali, o likusią dalį palikite daugiau ar mažiau nepaliestą.
Propanas kaip modelis
Propano deginimas yra buityje dažniausiai deginamo angliavandenilio pavyzdys. Paprastai propanas užsidega, kai dujų oro mišinyje yra nuo 2.2 iki 9.6 procento. Šis diapazonas vadinamas propano „degumo ribomis“. Tinkamai veikiantis propano prietaisas, puikiai nudeginantis, paprastai skleis mėlyną liepsną.
Nevisiškas propanas sudega, kai mišinio santykis yra didesnis arba mažesnis už idealų santykį, bet vis tiek vyksta degumo ribose. Jei propano ir oro santykis yra mažesnis nei idealus, įvyks „liesas nudegimas“, o tai rodo liepsnos, kurios, atrodo, pakyla nuo degiklio arba užgęsta. Arba „turtingas nudegimas“ įvyksta, kai propano ir oro santykis yra didesnis nei idealus, ir jį galima atpažinti iš didesnės liepsnos, kurios yra geltonos, o ne mėlynos. Neužbaigus propano ar kitų angliavandenilių degimo, paprastai išsiskiria anglies monoksidas, o tai labai pavojinga aplinkai ir sveikatai žmonėms ir daugumai gyvūnų. Anglies monoksidas yra bekvapis ir negali būti aptiktas be specialių jutiklių, tačiau dažnai būna mirtinas, jei įkvėpiamas ilgą laiką.