Hva er prosessen med forbrenning av fossilt brensel?

Utnyttelse og brenning av fossilt brensel har skapt den økonomiske og industrielle boom av de siste to århundrene. Forstå prosessen med å brenne fossilt brensel, samt hvorfor fossilt brensel brenner så godt, er viktig å vite hvorfor de fortsetter å være standard drivstoff av valget for å generere elektrisitet, flytte biler og varme boliger.

Historie

Fossilt brensel er restene av planter og dyr som døde rundt 300 millioner år siden. Som deres levninger ble dekket av matjord, og resirkulering virkningen av jordskorpa flyttet sine levninger lenger og lenger under jorden, restene kom under enormt trykk og varme. Resultatet er en hydrokarbon-tett materiale som tar tre hovedformer: kull (rock et fossilt brensel), olje eller petroleum (et flytende fossilt brennstoff) og naturgass (et gassformet fossilt brennstoff).
Kull ble oppdaget i det gamle Kina 3000 år siden, og ble brukt til en rekke formål som for eksempel oppvarming av boliger og metallbearbeiding. Olje eller petroleum har sivet til overflaten gjennom sprekker i jordskorpen kalles "sprekker". Oljen som kom seg til overflaten ble kalt "pitch" eller "tjære" og ble brukt for å forsegle tidlige båter og kanoer, så vel som for krigføring der den ble satt i brann og hellet på fiender så tidlig som i romertiden. Naturlig gass siver også til overflaten hvor det kan antennes av visse atmosfæriske forhold eller kan bare spre havnet i atmosfæren.

Betydning

Fossilt brensel er spesielt viktig fordi de er pakket med enkle å brenne hydrokarboner. Hydrokarboner er molekyler som er sammensatt utelukkende av kjeder av karbon og hydrogen, som er en fremgangsmåte for å lagre energi. Brenning av fossilt brensel produserer mye varme svært raskt. Denne kapasiteten for varme måles i britiske varmeenheter, eller BTU. Wood, som ble tradisjonelt brukt til å varme boliger i århundrer i Europa og Amerika, har en BTU rekkevidde på mellom 2000 og 5000 BTU per pund av materialet. Kull, på den annen side, har mellom 4000 og 15.500 BTU per pund av materiale, avhengig av typen av kull som brukes.

Funksjon

Fossile brensler blir oksidert ved anvendelse av varme, som virker som en katalysator for den eksoterme kjemiske reaksjoner kjent som forbrenning. Når et fossilt brensel plasseres i en oppvarmet omgivelse, dets molekyler er spent til det punkt at de brenner, som er adskillelse av de elektriske bindingene mellom hydrogen- og karbonatomer. Hydrokarbonet reagerer med oksygenet i luften under forbrenningen, som danner vanndamp (H2O) og karbondioksid (CO2). Hvis ikke nok varme tilføres til forbrennings, så resultatet er mye av frie karbonmolekyler i form av sot. Høy varme miljøer gir god energi for å tillate brytning av hydrokarboner til vann og karbondioksyd i større mengder.

effekter

Petroleum, som det kommer ut av bakken, er dårlig egnet for bruk som en høy-energi drivstoff og derfor må raffineres. Raffinering øker lengden av de hydrokarbonmolekyler til et punkt hvor det blir et meget energirike væske. En gallon av vanlig bensin har 125.000 BTU av termisk energi butikker i den. De små eksplosjoner inne i motoren (kalt forbrenning) drive biler, lastebiler, fly, skip og andre maskiner som brukes i daglig amerikansk liv. Som et resultat, gir bensin for billig og effektiv transport av varer og personer over store avstander.

fordeler

Oppvarming via fossilt brensel, slik som naturgass, er også mer effektivt enn andre metoder for oppvarming. Naturgass blir tvunget under trykk gjennom en rekke rør i en ovn (eller ovn i noen tilfeller). Gassen er tvunget ut av små dyser som er regulert av mekaniske eller elektroniske midler. Naturgass har 1,027 BTU per kvadratfot av gass, men vurderer de fleste naturgasser er lettere enn luft, naturgass er solgt i 100000 BTU-enheter, kalt therms. Naturgass er forholdsvis billig å fremstille (eller i noen tilfeller, fange) og kan genereres av mennesker og menneskelige samfunn (metan fra søppel nedbryting eller kull, for eksempel), noe som gjør det til en fornybar ressurs, selv om det ikke kan teknisk bli betraktet som en "fossilt brensel" lenger.