Mai simplu spus, arderea înseamnă a arde. Pentru ca procesul de ardere să aibă loc, combustibilul, oxigenul și o sursă de căldură de aprindere sunt necesare pentru a începe o reacție chimică în lanț; într-un foc de tabără, de exemplu, lemnul este combustibilul, aerul din jur asigură oxigenul, iar un chibrit sau o brichetă poate aprinde focul. Creșterea oricăruia dintre aceste elemente va crește intensitatea focului, în timp ce eliminarea oricăruia dintre ele va determina oprirea procesului. Dacă focul de tabără este înăbușit cu apă sau murdărie, de exemplu, oxigenul nu mai poate ajunge la căldură și combustibil și se stinge.
Combustibil
Combustibilul este substanța care arde în timpul procesului de ardere. Toți combustibilii conțin energie potențială chimică; aceasta este cantitatea de energie care va fi eliberată în timpul unei reacții chimice. Câtă energie eliberează o substanță pe măsură ce arde se numește căldură de ardere. Fiecare combustibil are o densitate energetică specifică, sau câți megajouli (MJ) de energie sunt produși per kilogram (kg) de substanță; metanul, de exemplu, are o densitate de energie de 55.5 MJ/kg, ceea ce înseamnă că poate furniza mai multă energie decât sulful la 9.16 MJ/kg.
O mare varietate de substanțe pot fi folosite drept combustibili, dar hidrocarburile sunt unele dintre cele mai comune. Acestea includ metanul, propanul, benzina și combustibilul pentru avioane, pentru a numi doar câteva; toți combustibilii fosili, inclusiv cărbunele și gazele naturale, sunt hidrocarburi. Alte substanțe care sunt utilizate în mod obișnuit ca combustibili includ hidrogenul, alcoolul și biocombustibilii, cum ar fi lemnul.
În timpul arderii, combustibilul este transformat în căldură și evacuare. Când benzina arde, de exemplu, produce apă (abur), dioxid de carbon, azot, monoxid de carbon și alte elemente. Arderea poate elibera și particule, care sunt particule minuscule care plutesc în aer; cele eliberate din arderea combustibililor fosili și a lemnului contribuie adesea la poluarea aerului. Totuși, evacuarea poate fi folosită în scopuri benefice, cum ar fi furnizarea de forță care împinge o rachetă în aer. Majoritatea eșapamentului sunt sub formă de gaz din cauza căldurii pe care o produce procesul de ardere, dar pot fi și sub formă lichidă sau solidă.
Oxigen
Pentru ca combustibilul să ardă în procesul de ardere, acesta trebuie să aibă și oxigen. Cea mai comună sursă este aerul, care conține aproximativ 21% oxigen. Alte surse, cunoscute adesea sub numele de oxidanți sau agenți de oxidare, includ peroxid de hidrogen, nitrat de potasiu și multe altele. Când un agent oxidant este introdus într-un combustibil, acesta eliberează oxigen și poate crește viteza cu care arde focul.
Ca și combustibilul, oxigenul nu trebuie să fie sub formă de gaz, deși acest lucru este foarte comun. Într-o rachetă solidă, de exemplu, un oxidant solid este amestecat cu combustibilul pentru a crea propulsorul, care arde atunci când este aprins și propulsează racheta înainte. Naveta spațială și alte nave spațiale folosesc oxigen lichid ca parte a procesului de ardere.
Când un foc nu are suficient oxigen, nu arde complet. Această ardere incompletă produce monoxid de carbon, carbon (funingine) și alte particule care contaminează aerul. Arderea incompletă într-un șemineu sau cuptorul unei case poate elibera gaze toxice și poate fi foarte periculoasă.
căldură
Căldura sau aprinderea este cea care pornește procesul de ardere. Deoarece căldura este produsă și atunci când ceva arde, odată ce procesul începe, căldura suplimentară nu este întotdeauna necesară pentru a menține reacția chimică în lanț. Scânteia inițială care declanșează procesul chimic poate fi furnizată de o flacără, frecare sau chiar căldura soarelui.
În cazurile de ardere spontană, fermentarea sau oxidarea poate crea suficientă căldură pentru a aprinde un incendiu. Într-o grămadă de compost, de exemplu, bacteriile pot începe să descompună compușii organici, creând suficientă căldură și oxigen pentru a provoca arderea. Unele materiale – numite substanțe piroforice – se aprind atunci când sunt expuse la aer sau la apă; fosforul și plutoniul sunt două exemple. Când aceste materiale întâlnesc o sursă de combustibil, pot declanșa un incendiu foarte greu de stins.
Controlul procesului de ardere
Deoarece toate cele trei părți sunt necesare pentru ardere, creșterea sau scăderea oricăreia dintre ele va afecta procesul. Creșterea cantității de oxigen adăugată la foc prin utilizarea unui agent oxidant, de exemplu, va face focul să ardă mai repede. Îndepărtarea sau reducerea sursei de combustibil o va face să ardă mai mică sau să se stingă.
Există trei modalități de bază de a opri procesul de ardere:
ia combustibilul,
elimina oxigenul,
si/sau ia caldura.
Arderea poate fi oprită și prin oprirea reacției chimice în lanț care creează flăcări. Acest lucru este deosebit de important atunci când anumite metale, cum ar fi magneziul, ard, deoarece adăugarea de apă la foc nu va face decât să-l întărească. În astfel de cazuri, substanțe chimice uscate sau halometani sunt utilizați pentru a opri reacția.
Care dintre acestea este cea mai bună modalitate de a opri un incendiu depinde de tipul și dimensiunea incendiului. Într-un incendiu, de exemplu, pompierii folosesc apă sau spumă pentru a împiedica oxigenul să ajungă la combustibil și pentru a reduce temperatura. În timp ce apa poate fi folosită pe o pădure sau un incendiu, îndepărtarea combustibilului nou pentru incendiu prin curățarea tufișurilor și a vegetației moarte din zonă este adesea o parte importantă a opririi acestuia.