* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
ОКИСЛЕНИЕ 216 дварительно подвести энергию. Т а к , чтобы у г о л ь з а г о р е л с я , его н у ж н о н а г р е т ь . В ы деляющаяся при реакции теплота, нагревая смесь, сможет снова доставить энергию а к т и в а ц и и . Т. к. с п о в ы ш е н и е м т е м п е р а т у р ы ч и с е ло активных м о л е к у л I очень быстро в о з р а с т а е т , т о с к о р о с т ь р е а к ц и и т а к ж е быстро в о з р а с т а е т , обычно п р и н а г р е в а н и и н а 10° в 2 р а з а . П р и п о в ы ш е н и и t ° О . от 200° до 2 200° с к о р о с т ь р е а к ц и и у в е л и ч и в а е т с я в 1 0 р а з . — Р е а к ц и и горения суть ц е п н ы е р е а к ц и и . К а ж д ы й первичный акт реакции молекулы с кислородом является началом энергетической цепочки: образовавшаяся м о л е к у л а в п е р в ы й момент своего п о я в л е н и я несет очень б о л ь ш у ю э н е р г и ю ; с т о л кнувшись с молекулой исходного вещества, она п е р е д а е т ей с в о ю э н е р г и ю , э т а в т о р а я молекула становится активной, реагирует, процесс повторяется далее и идет цепью. Т . о. ч и с л о а к т и в н ы х м о л е к у л з н а ч и т е л ь н о увеличивается сравнительно с первоначаль ным. Константа скорости р е а к ц и и (число реагирующих в единицу времени молекул п р и д а в л е н и и , р а в н о м единице) W=n-{-aW, где п—число п е р в о н а ч а л ь н о а к т и в н ы х м о л е к у л и а—вероятность активирования моле кулы, столкнувшейся с прореагировавшей. й R T Отсюда W = ^ ; —|^ есть д л и н а ц е п и , т . е. число в т о р и ч н ы х а к т о в р е а к ц и и , в ы з ы в а е м ы х п е р в и ч н ы м и . Д л и н а цепей д о с т и г а е т в е л и чин п о р я д к а 10 —10 . Е с л и в своем п р о д вижении т а к а я цепь встретит молекулы, которые, поглощая энергию, не реагируют дальше, н а п р . молекулы постороннего ве щ е с т в а (стенки с о с у д а ) , то ц е п ь о б р ь ю а е т с я . Т . о . с к о р о с т ь г о р е н и я з а в и с и т от д и а м е т р а с о с у д а . В к а п и л я р а х (<3,5 мм) г о р е н и е н е идет, т а к к а к ц е п и с л и ш к о м быстро о б р ы в а ются и газ не успевает разогреваться. Н а этом о с н о в а н о действие п р е д о х р а н и т е л ь н о й лампы Деви д л я углекопов, применение водя ных бань с предохранительными металли ческими с е т к а м и в л а б о р а т о р и и и т . д . Т е м п е р а т у р а воспламенения. При низких t° скорость реакции мала, и вы деляемое тепло уводится стенками сосуда (медленное О . ) . С п о в ы ш е н и е м t ° с к о р о с т ь р е а к ц и и у в е л и ч и в а е т с я быстро ( п р о п о р ц и о е 4 е нально i ), отвод т е п л а — м е д л е н н о ( п р о порционально t°). П р и темп., когда теплоприход у ж е не компенсируется теплоотводом, получается лавинообразное увеличение скорости и к а к следствие—взрыв, горение. Это и есть t° в о с п л а м е н е н и я . Т е м п е р а т у ры воспламенения в смесях с воздухом п р и атмосферном д а в л е н и и : С О , С Н — 6 5 0 ° , Н — 5 50°, С Н — 4 5 0 ° , C S — 3 5 0 ° , Р Н — 1 0 0 ° . Зависимость от д а в л е н и я . Ког д а с к о р о с т ь г о р е н и я з а в и с и т от р а з о г р е в а н и я всей м а с с ы г а з а (см. в ы ш е ) , t ° в о с п л а м е н е н и я з а в и с и т от д а в л е н и я . С к о р о с т ь р е а к ц и и по з а к о н у д е й с т в и я м а с с п р о п о р ц и о н а л ь н а давлениям реагирующих газов и кислорода, а теплоприход пропорционален скорости реакции. Пусть давление и скорость реак ц и и м а л ы и т е п л о п р и х о д Q в з а в и с и м о с т и от t ° в ы р а ж а е т с я к р и в о й 3, а т е п л о о т в о д — н а к л о н н о й п р я м о й ( р и с . 2). Е с л и р е а к ц и я О . началась при t Т , то теплоприход больше 4 2 2 2 2 3 p 0 т е п л о о т в о д а и смесь р а з о г р е в а е т с я д о Т где э т и в е л и ч и н ы с р а в н я ю т с я . Д а л ь ш е р а з о гревание не произойдет, т. к . теплоприход, у ж е меньше возможного теплоотвода ( п р я м а я в ы ш е к р и в о й 3). Т . о. в з р ы в а н е т . П р и большем давлении достигается условие (кри в а я 2), ч т о п р я м а я к а сается кривой в точке Т , в ы ш е нее Теплоотвод о с т а е т с я м е н ь ш е теплоприхода, а ско рость реакции чрезвы ч а й н о быстро у в е л и чивается—пр оисходит взрыв. Если давление еще выше (кривая 1), т е п л о о т д а ч а в с е г д а меньше теплоприхода _ и быстро наступает Р и с . 2. в з р ы в . Т. о. с у щ е с т в у е т низший предел воспламеняемости, завися щ и й от д а в л е н и я . И з э т и х к р и т и ч е с к и х д а влений можно вычислить энергию актива ц и и (Семенов). П о н и ж е н и е t ° в о с п л а м е н е н и я п р и с ж а т и и , т . е. в о с п л а м е н е н и е с ж а тием, использовано в моторе Д и з е л я . В п р ы с к и в а я б е н з и н в в о з д у х , с ж а т ы й до 50 а т м о с ф е р , в ы з ы в а ю т его м о м е н т а л ь н о е в о с п л а м е н е н и е ; t ° г а з а п о в ы ш а е т с я п р и этом до 1 000°. Т . н . а н т и д е т о н а т о р ы ( т е т р а э т и л свинец и др.) повышают t ° воспламенения, обрывая цепи, и позволяют использовать более в ы с о к и е д а в л е н и я . С у щ е с т в у ю т п р е д е л ы в о с п л а м е н е н и я в з а в и с и м о с т и от со с т а в а смеси. Г о р е н и е в с м е с я х с в о з д у х о м происходит л и ш ь п р и содержании: Н — о т 10% д о 70% Н „ С О — о т 16% д о 75% С О , с в е т и л ь н . г а з а — о т 8% д о 25% г а з а . К о г д а одного к о м п о н е н т а с л и ш к о м м н о г о , г о р е ние не может распространяться, т а к к а к выделяющаяся при реакции между моле к у л а м и энергия растрачивается без рас пространения цепей. Аналогичное разба вляющее действие производит прибавление негорючего газа. Интересно далее сущест вование верхнего предела давления д л я г о р е н и я смесей, в ы ш е к о т о р о г о о н и н е з а г о раются. Р а с п р о с т р а н е н и е горения.. Е с л и п о д ж е ч ь с одной с т о р о н ы г о р ю ч у ю смесь, заключенную в горизонтальную д л и н н у ю ( н е с к о л ь к о м е т р о в ) т р у б к у , то р а с п р о странение горения—вначале небыстрое, р а в н о м е р н о е — быстро у с к о р я е т с я , производя колебания, часто з в у к . Конечной фазой, встречающейся, правда, не всегда, являетсят. н . в з р ы в н а я в о л н а , т . е. в о л н а сжатого(до 50 а т м . ) г а з а очень в ы с о к о й t ° . С к о р о с т ь ее р а с п р о с т р а н е н и я очень п о с т о я н н а и с о и з м е р и м а с м о л е к у л я р н ы м и с к о р о с т я м и , от куда можно вычислить последние. 1г 2 а Объемный с о с т а в смеси Скорость взрывной в о л н ы (метры в с е к у н д у ) 3 530 1 710 2 900 2 528 2*/аО + Н а 2 с н сн 2 4 2 + 0 + о 2 2 J З а м е ч а т е л ь н о , ч т о с у х и е смеси с к и с л о р о д о м (СО, п а р о в с е р ы , Р , С) н е г о р я т ( с о д е р ж а н и е в о д ы < 0,0001%). О. а т о м а р н ы м к и с л о р о д о м . П р и п р о п у с к а н и и к и с л о р о д а ч е р е з разрядные*