Preprosto povedano, zgorevanje pomeni goreti. Za izvedbo procesa zgorevanja so potrebni gorivo, kisik in vir toplote za vžig, da se sproži kemična verižna reakcija; pri tabornem ognju so na primer les gorivo, okoliški zrak zagotavlja kisik, vžigalica ali vžigalnik pa lahko vname ogenj. Povečanje katerega koli od teh elementov bo povečalo intenzivnost ognja, medtem ko bo odprava katerega koli od njih povzročila, da se proces ustavi. Če je na primer taborni ogenj zadušen z vodo ali umazanijo, kisik ne more več priti do toplote in goriva in ugasne.
gorivo
Gorivo je snov, ki gori med procesom zgorevanja. Vsa goriva vsebujejo kemično potencialno energijo; to je količina energije, ki se bo sprostila med kemično reakcijo. Koliko energije snov sprosti pri gorenju, se imenuje toplota zgorevanja. Vsako gorivo ima določeno gostoto energije ali koliko megadžulov (MJ) energije se proizvede na kilogram (kg) snovi; metan ima na primer energijsko gostoto 55.5 MJ/kg, kar pomeni, da lahko priskrbi več energije kot žveplo pri 9.16 MJ/kg.
Kot goriva se lahko uporabljajo različne snovi, vendar so ogljikovodiki nekateri najpogostejši. Sem spadajo metan, propan, bencin in gorivo za reaktivne motorje, če naštejemo le nekatere; vsa fosilna goriva, vključno s premogom in zemeljskim plinom, so ogljikovodiki. Druge snovi, ki se običajno uporabljajo kot goriva, vključujejo vodik, alkohol in biogoriva, kot je les.
Med zgorevanjem se gorivo pretvori v toploto in izpušne pline. Ko bencin gori, na primer, proizvaja vodo (para), ogljikov dioksid, dušik, ogljikov monoksid in druge elemente. Pri gorenju se lahko sprostijo tudi delci, ki so drobni delci, ki lebdijo v zraku; tisti, ki se sproščajo pri sežiganju fosilnih goriv in lesa, pogosto prispevajo k onesnaževanju zraka. Izpušni plini pa se lahko uporabljajo za koristne namene, kot je zagotavljanje potiska, ki potisne raketo v zrak. Večina izpušnih plinov je zaradi toplote, ki jo proizvaja proces zgorevanja, v obliki plina, lahko pa je tudi v tekoči ali trdni obliki.
Kisik
Da gorivo v procesu zgorevanja gori, mora vsebovati tudi kisik. Najpogostejši vir je zrak, ki vsebuje približno 21 % kisika. Drugi viri, pogosto znani kot oksidanti ali oksidanti, vključujejo vodikov peroksid, kalijev nitrat in še veliko več. Ko se oksidant vnese v gorivo, sprosti kisik in lahko poveča hitrost gorenja ognja.
Tako kot gorivo tudi kisik ni nujno v obliki plina, čeprav je to zelo pogosto. V trdni raketi se na primer z gorivom zmeša trdni oksidant, da ustvari pogonsko gorivo, ki ob vžigu gori in požene raketo naprej. Space shuttle in druga vesoljska plovila uporabljajo tekoči kisik kot del procesa zgorevanja.
Ko ogenj nima dovolj kisika, ne zgori popolnoma. To nepopolno zgorevanje proizvaja ogljikov monoksid, ogljik (saje) in druge delce, ki onesnažujejo zrak. Nepopolno zgorevanje v kaminu ali peči doma lahko sprošča strupene pline in je zelo nevarno.
Toplota
Toplota ali vžig je tisto, kar začne proces zgorevanja. Ker se toplota proizvaja tudi, ko nekaj gori, ko se proces začne, dodatna toplota ni vedno potrebna za vzdrževanje kemične verižne reakcije. Začetno iskro, ki sproži kemični proces, lahko zagotovi plamen, trenje ali celo sončna toplota.
V primerih spontanega izgorevanja lahko fermentacija ali oksidacija ustvari dovolj toplote, da se začne ogenj. V kompostnem kupu lahko na primer bakterije začnejo razgrajevati organske spojine, kar ustvarja dovolj toplote in kisika, da povzroči zgorevanje. Nekateri materiali, imenovani piroforne snovi, se vžgejo, ko so izpostavljeni zraku ali vodi; fosfor in plutonij sta dva primera. Ko ti materiali naletijo na vir goriva, lahko povzročijo požar, ki ga je zelo težko pogasiti.
Nadzor procesa zgorevanja
Ker so za zgorevanje potrebni vsi trije deli, bo povečanje ali zmanjšanje katerega koli od njih vplivalo na proces. Povečanje količine kisika, dodanega v ogenj, na primer z uporabo oksidanta, bo ogenj gorel hitreje. Odstranitev ali zmanjšanje vira goriva bo zmanjšalo izgorevanje ali ugasnilo.
Obstajajo trije osnovni načini za zaustavitev procesa zgorevanja:
odvzemi gorivo,
odstraniti kisik,
in/ali odvzeti toploto.
Izgorevanje se lahko ustavi tudi z zaustavitvijo kemične verižne reakcije, ki ustvarja plamen. To je še posebej pomembno, ko nekatere kovine – kot je magnezij – gorijo, ker bo ogenj z dodajanjem vode le še okrepil. V takih primerih se za zaustavitev reakcije uporabljajo suhe kemikalije ali halometani.
Kateri od teh je najboljši način za gašenje požara, je odvisno od vrste in velikosti požara. V hišnem požaru, na primer, gasilci uporabljajo vodo ali peno, da preprečijo dostop kisika do goriva in znižajo temperaturo. Medtem ko se voda lahko uporablja za gozd ali požar v naravi, je odstranjevanje novega goriva za ogenj s čiščenjem grmičevja in odmrle vegetacije z območja pogosto pomemben del ustavljanja požara.