يُعرف الاحتراق Combustion على أنَّه تفاعل كيميائي ينتج عنه حرارة وضوء. وغالبًا ما يتضمن الاحتراق الامتزاج السريع للأكسجين مع وقود من نوع ما ليتولد عنه الاشتعال. وأحيانًا تحلُّ بعض المواد الكيميائية كالفلور والكلور محل الأكسجين في عملية الاحتراق. وعندما يمتزج الأكسجين ببطءٍ بمادة أخرى يُطلَق على التفاعل الناتج اسم الأكسدة، وتُعَدُّ عملية صدأ الحديد مثالا حيا على عملية الأكسدة.¹

إذن حتى يتشكل الاحتراق التقليدي ² لا بُدَّ من توفر ثلاثة عناصر: الأكسجين (المأخوذ غالبًا من الهواء)، والوقود (أو المادة القابلة للاحتراق)، والحرارة (وسيلة الإشعال كالاحتكاك أو البرق) والمادة التي تحترق تخضع لتفاعل كيميائي غير معكوس؛ أي لا يمكننا استعادة المادة بعد حرقها كما كانت عليه، فالروابط الجزيئية بين ذرات المادة المحترقة (خصوصًا الكربون والهيدروجين والأكسجين) تتكسر صانعةً مُرَكَّبات جديدة.

يشعر الإنسان بالاحتراق عندما تقترب النَّار من الجلد؛ وذلك لأنَّ ذرات الجلد تبتدئ في التحرك بسرعة حين ملامستها للحرارة، فكلما ازدادت الحرارة ازدادت حركتها، فإذا تخطت الحرارة المعدَّل الطبيعي قامت الذرات بكسر الروابط التي تربط بينها. وقد يتحول الهواء إلى نار من خلال النفخ الشديد في جذوة مشتعلة فذلك لأنه يزيد من اشتعالها، وهو ما يُعتبر دليلًا على أن شيئًا من الهواء نفسه يشتعل ويتحول إلى نار.³

ومع حاجة عملية الاحتراق التقليدي إلى عنصر الهواء، ومع كل التقدم الذي أحرزَتْه نظرية الاحتراق من ناحية قدرتها التفسيرية، إلا أنَّ آلية حدوث الاحتراق وما يتعلق به في ظروف انعدام الجاذبية والهواء لا تزال محطّ أنظار علماء وكالة الفضاء ناسا؛ فقد أجروا تجربة عام 2017 على مركبة فضائية غير مأهولة يستبينون من خلالها كيف تتم هذه العمليات في تلك الظروف، ومن شأن نتائج هذه التجربة أن تُساعدهم في تجنُّب الحَرَائق التي يُمكن أن تحدث في المركبات الفضائية المأهولة مستقبلا.

_____________________________________________________
هوامش

1- الموسوعة العربية العالمية، مدخل «الاحتراق»، الرياض، 2004م.

2- يُوجد أنواع أخرى يحدث فيها الاحتراق دون الحاجة للهواء أو الأكسجين مثل التسخين الكهربائي الذي يعتمد على وجود ملفاتٍ أو وشائع تسخين يمكنها أن تعمل في ظل ظروف عديمة الهواء.

3- الدمرداش، أحمد سعيد، ص377.

مواضيع ذات صلة

الاهتمامات البيئية العالمية "فيزياء الطاقة المستدامة: استجابة علمية للاهتمامات البيئية العالمية"

سلوك الغازات وخصائصها العامة

الديناميكا الحرارية الجزيئية

توزيع بولتزمان

العلاقات بين الخواص

القانون الثالث للديناميكا الحرارية

الطاقة الحرة

القانون الثاني للديناميكا الحرارية

القانون الأول للديناميكا الحرارية

Order and entropy

Irreversibility

The Clausius-Clapeyron equation