هنوز هم واکنشی که در آن سوخت با اکسيژن ترکيب می شود و گرما آزاد می کند، مهمترين فرایند توليد انرژی در جهان است.

گرما دستمايه کار مهندس است. و احتراق فرايندی است که مهندس هر روز با آن سرو کار دارد. با گرانتر شدن سوختها و تقاضای صنايع برای توان و بخار بيشتر ، مهندس بايد درباره چگونگی احتراق سوختها ، و کسب بيشترين گرما از احتراق سوخت ، بدون آلوده تر کردن محيط ، دانش بيشتری کسب کند.


الف- خواص شيميايی ماده
ماده:
ماده نام معمول کلیه اجسام مادی، گازی ، مایع، یا جامدی است که زمین و اتمسفر اطراف آن را تشکیل می دهند.
ترکیب مده:
هر ماده از اجسام ساده ای به نام عنصر یا ترکیبی از عنصر ها تشکیل می شود. مثلا با ترکیب دو جسم ساده ، آهن و کربن، فولاد بدست می آوریم. آب ترکیبی از دو گاز هیدروژن و اکسیژن است.
92 عنصر وجود دارد ، از هیدروژن که سبکترین عنصرهاست تا اورانیم که سنگینترین است .
عناصر به ندرت به حالت خالص اند و معمولا با دیگر عناصر به نسبتهای مختلف ترکیب می شوند و انواع بیشماری از اجسام مادی را در جهان اطرافمان تشکیل می دهند.
اتم :
اتم کوچکترین ذره ماده است که می تواند در تغییری شیمیایی شرکت کند. اتم از ذرات کوچکتری به نام الکترون تشکیل شده است، و تعداد الکترونها در اتم وزن آن را تعیین می کند.
هیدروژن سبکترین عنصر است و یک الکترون در چرخش به دور پروتون دارد. در صورتیکه اورانیم 92 الکترون در چرخش دارد.
وزن اتمی:
این اصطلاح به وزن نسبی اتم اشاره می کند. برای راحتی، اکسیژن را معمولا به منزله مقیاس وزن اتمی برابر 16 در نظر می گیرند، و وزن دیگر اتمها با اکسیژن مقایسه می شود.
با این مقیاس ، وزن اتمی هیدروژن 1.008 یا اندکی بیشتر از یک به دست می آید.
مولکول :
مولکول کوچکترین ذره ماده است که به تنهایی می تواند موجود باشد مولکول از دو یا چند اتم یکسان یا متفاوت تشکیل می شود، مثلا یک مولکول اکسیژن مرکب از دو اتم اکسیژن و یک مولکول دی اکسید کربن مرکب از دو اتم اکسیژن و یک اتم کربن است.
وزن مولکولی:
وزن مولکولی یا وزن هر مولکول با جمع کردن وزن اتمی اتمهای آن مولکول محاسبه می شود. بنابراین وزن اتمی اکسیژن 16 است و مولکول اکسیژن که شامل دو اتم است وزن مولکولی 32=2×16 دارد.
ترکیب شیمیایی:
ترکیب اتمهای دو یا چند عنصر مختلف و تشکیل ماده دیگری است که غالبا خواص فیزیکی کاملا متفاوتی دارد. مثلا دو اتم هیدروژن با یک اتم اکسیژن ترکیب می شود و به شکل یک مولکول آب در می آید.
در هر ترکیب شیمیایی مفروض اتمها همیشه با نسبتهای یکسان ترکیب می شوند. ترکیبشان یک تغییر شیمیایی است و برای تجزیه این ترکیب به فرایندی شیمیایی نیاز است.
مخلوط مکانیکی :
مخلوط مکانیکی، مخلوط کردن فیزیکی دو جسم با یکدیگر است به شرطی که هیچ تغییر شیمیایی صورت نگیرد مخلوط مکانیکی ممکن است به وسیله فرایندهای فیزیکی یا مکانیکی مانند سرند کردن یا شستن دوباره به قسمتهای ترکیبی تجزیه شود مثلا می توانیم شکر و نمک را مخلوط کنیم با شستشوی شکر آنها تجزیه می شوند این کار فرایندی کاملا مکانیکی خواهد بود.
تشخیص ترکیب یک جسم مخلوط :
ذکر نام کامل عناصر در تمامی مواقعی که به آنها نیاز است کار بسیار دشواری است بنابراین بجای آن از نماد گذاری استفاده می کنیم معمولا نماد اولین حرف یا حروف از نام عنصر یا معادل لاتین آن است بنابراین برای کربن حرف C برای اکسیژن حرف O و برای آهن حرف Fe را از نام لاتین Ferrum می نویسیم.
اگر از یک عنصر بیشتر از یک اتم داشته باشیم تعداد را به صورت زیر نویس کوچکی بعد از حرف و زیر آن می نویسیم بنابراینO2 به معنی دو اتم اکسیژن است . به همین طریق هر ترکیبی از عناصر را می توان خیلی ساده به وسیله این نمادها نشان داد.
متداولترین عناصر موجود در سوخت :


هوا:
هوایی که تنفس می کنیم 21 در صد حجمی اکسیژن و 79 در صد حجمی نیتروژن است.
نیتروژن عنصر غیر فعال است و با مواد دیگر به کندی واکنش انجام می دهد. اما اکسیژن بدین گونه نیست. اکسیژن هوا همیشه نقره را تیره، پوشش مسی را به رنگ سبز، و آهن و فولاد را زنگ زده میکند. کلیه این فرایندهای اکسایش نام دارند، که ترکیب مواد با اکسیژن است.
همه این فرایندها گرما آزاد می کنند، اما گرما کندتر از آن آزاد می شود که سبب آتش سوزی شود.


منبع : انجمن علمي مهندسي مكانيك دانشگاه شهركرد