Adiabatic flame temperature
દહનના અભ્યાસમાં, એડિયાબેટિક જ્યોત તાપમાન એ આદર્શ પરિસ્થિતિઓમાં જ્યોત દ્વારા પહોંચેલું તાપમાન છે. તે તાપમાનની ઉપરની સીમા છે જે વાસ્તવિક પ્રક્રિયાઓમાં પહોંચે છે. એડિયાબેટિક જ્યોત તાપમાન બે પ્રકારનું હોય છેઃ પ્રક્રિયા કેવી રીતે પૂર્ણ થાય છે તેના આધારે સતત કદ અને સતત દબાણ. સ્થિર વોલ્યુમ એડિયાબેટિક જ્યોત તાપમાન એ તાપમાન છે જે સંપૂર્ણ દહન પ્રક્રિયામાંથી પરિણમે છે જે કોઈપણ કાર્ય, ઉષ્મા સ્થાનાંતરણ અથવા ગતિ અથવા સંભવિત ઊર્જામાં ફેરફારો વિના થાય છે. તેનું તાપમાન સતત દબાણ પ્રક્રિયા કરતાં વધારે હોય છે કારણ કે સિસ્ટમના કદને બદલવા માટે કોઈ ઊર્જાનો ઉપયોગ થતો નથી (એટલે કે, કાર્ય ઉત્પન્ન કરે છે). સામાન્ય જ્વાળાઓ રોજિંદા જીવનમાં, મોટાભાગની જ્વાળાઓ લાકડું, મીણ, ચરબી, પ્લાસ્ટિક, પ્રોપેન અને ગેસોલિન જેવી સામગ્રીમાં હાઇડ્રોકાર્બનનાં ઝડપી ઓક્સિડેશનને કારણે થાય છે. હવામાં આવા પદાર્થોનું સતત દબાણ ધરાવતી એડિયાબેટિક જ્યોત તાપમાન 1950 ડિગ્રી સેલ્સિયસની આસપાસ પ્રમાણમાં સાંકડી શ્રેણીમાં હોય છે. આનું મોટાભાગનું કારણ એ છે કે આ સંયોજનોના દહનની ગરમી આશરે વપરાતા ઓક્સિજનની માત્રાના પ્રમાણમાં હોય છે, જે પ્રમાણમાં ગરમ કરવાની હવાની માત્રામાં વધારો કરે છે, તેથી જ્યોત તાપમાન પર દહનની મોટી ગરમીની અસર સરભર થાય છે. ઊંચા તાપમાને અપૂર્ણ પ્રતિક્રિયા દહનની મોટી ગરમીની અસરને વધુ ઘટાડે છે. કારણ કે મોટાભાગની દહન પ્રક્રિયાઓ જે કુદરતી રીતે ખુલ્લી હવામાં થાય છે, ત્યાં એવું કંઈ નથી જે ગેસને એન્જિનમાં સિલિન્ડરની જેમ ચોક્કસ કદ સુધી મર્યાદિત કરે. પરિણામે, આ પદાર્થો સતત દબાણમાં બળી જશે, જે પ્રક્રિયા દરમિયાન ગેસને વિસ્તૃત કરવાની મંજૂરી આપે છે. સામાન્ય જ્યોત તાપમાન પ્રારંભિક વાતાવરણીય પરિસ્થિતિઓ (1 બાર અને 20 ડિગ્રી સેલ્સિયસ) ધારીએ તો, નીચેનું કોષ્ટક સતત દબાણની સ્થિતિમાં વિવિધ ઇંધણ માટે જ્યોત તાપમાનની યાદી આપે છે. અહીં ઉલ્લેખિત તાપમાન સ્ટોઇકિઓમેટ્રિક ઇંધણ-ઓક્સિડાઇઝર મિશ્રણ માટે છે (એટલે કે. સમાનતા ગુણોત્તર φ = 1). નોંધ લો કે આ સૈદ્ધાંતિક છે, વાસ્તવિક નથી, જ્યોત દ્વારા ઉત્પન્ન થતું જ્યોત તાપમાન જે કોઈ ગરમી ગુમાવતું નથી. સૌથી નજીકનો ભાગ જ્યોતનો સૌથી ગરમ ભાગ હશે, જ્યાં દહન પ્રતિક્રિયા સૌથી વધુ કાર્યક્ષમ હોય છે. આ સંપૂર્ણ દહન પણ ધારે છે (દા. ત. સંપૂર્ણપણે સંતુલિત, બિન-સ્મોકી, સામાન્ય રીતે વાદળી જ્યોત). કોષ્ટકમાંના કેટલાક મૂલ્યો ઓનલાઇન કેલ્ક્યુલેટરના સાહિત્ય અથવા આગાહીઓ સાથે નોંધપાત્ર રીતે અસંમત છે. થર્મોડાયનેમિક્સ બંધ પ્રતિક્રિયા પ્રણાલી માટે થર્મોડાયનેમિક્સના પ્રથમ નિયમમાંથી આપણી પાસે જ્યાં છે, અને પ્રક્રિયા દરમિયાન પ્રણાલીમાંથી આસપાસના વિસ્તારોમાં અનુક્રમે ગરમી અને કાર્ય સ્થાનાંતરિત થાય છે, અને અનુક્રમે પ્રતિક્રિયાઓ અને ઉત્પાદનોની આંતરિક ઊર્જા છે. સ્થિર કદના એડિયાબેટિક જ્યોત તાપમાનના કિસ્સામાં, પ્રણાલીનું કદ સ્થિર રાખવામાં આવે છે અને તેથી ત્યાં કોઈ કાર્ય થતું નથીઃ ત્યાં કોઈ ઉષ્મા સ્થાનાંતરણ પણ નથી કારણ કે પ્રક્રિયાને એડિયાબેટિક તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છેઃ પરિણામે, ઉત્પાદનોની આંતરિક ઊર્જા પ્રતિક્રિયાકારકોની આંતરિક ઊર્જા જેટલી હોય છેઃ કારણ કે આ એક બંધ પ્રણાલી છે, ઉત્પાદનો અને પ્રતિક્રિયાકારકોનો સમૂહ સ્થિર છે અને પ્રથમ નિયમ સામૂહિક ધોરણે લખી શકાય છે. સતત દબાણ એડિયાબેટિક જ્યોત તાપમાનના કિસ્સામાં, પ્રણાલીનું દબાણ સતત રાખવામાં આવે છે, જે કાર્ય માટે નીચેના સમીકરણમાં પરિણમે છેઃ ફરીથી કોઈ ઉષ્મા સ્થાનાંતરણ થતું નથી કારણ કે પ્રક્રિયાને એડિયાબેટિક તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છેઃ પ્રથમ નિયમ પરથી, આપણે જોઈએ છીએ કે, એન્થાલ્પીની વ્યાખ્યાને યાદ કરીને આપણે પ્રાપ્ત કરીએ છીએ. કારણ કે આ એક બંધ પ્રણાલી છે, ઉત્પાદનો અને પ્રતિક્રિયાકારકોનો સમૂહ સમાન છે અને પ્રથમ નિયમ સામૂહિક ધોરણે લખી શકાય છેઃ આપણે જોઈએ છીએ કે સ્થિર દબાણ પ્રક્રિયાનું એડિયાબેટિક ફ્લેમ તાપમાન સ્થિર વોલ્યુમ પ્રક્રિયા કરતાં ઓછું હોય છે. આનું કારણ એ છે કે દહન દરમિયાન મુક્ત થતી કેટલીક ઊર્જા, કાર્ય તરીકે, નિયંત્રણ પ્રણાલીના જથ્થાને બદલવામાં જાય છે. જો આપણે એવી ધારણા કરીએ કે દહન પૂર્ણ થાય છે (એટલે કે. માત્ર અને) ની રચના કરીને, આપણે સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક પરિસ્થિતિઓમાં અથવા સ્ટોઇકિયોમેટ્રી (વધારાની હવા) ની દુર્બળ સ્થિતિમાં હાથ દ્વારા એડિયાબેટિક ફ્લેમ તાપમાનની ગણતરી કરી શકીએ છીએ. આનું કારણ એ છે કે ડાબી અને જમણી બાજુઓને સંતુલિત કરવા માટે પૂરતા ચલ અને દાઢ સમીકરણો છે, સ્ટોઇકિયોમેટ્રીથી સમૃદ્ધ ત્યાં પૂરતા ચલ નથી કારણ કે દહન ઓછામાં ઓછું અને દાઢ સંતુલન માટે જરૂરી સાથે પૂર્ણ થઈ શકતું નથી (આ અપૂર્ણ દહનના સૌથી સામાન્ય ઉત્પાદનો છે), જો કે, જો આપણે જળ વાયુ પરિવર્તન પ્રતિક્રિયાનો સમાવેશ કરીએ, અને આ પ્રતિક્રિયા માટે સંતુલન અચળાંકનો ઉપયોગ કરીએ, તો આપણી પાસે ગણતરી પૂર્ણ કરવા માટે પૂરતા ચલ હશે. ઊર્જાના વિવિધ સ્તરો અને દાઢ ઘટકો ધરાવતા વિવિધ ઇંધણોમાં વિવિધ એડિયાબેટિક જ્યોત તાપમાન હશે. આપણે નીચેના આંકડા પરથી જોઈ શકીએ છીએ કે શા માટે નાઇટ્રોમિથેન (CH3NO2) નો ઉપયોગ ઘણીવાર કાર માટે પાવર બૂસ્ટ તરીકે થાય છે. નાઇટ્રોમિથેનનો દરેક અણુ નાઇટ્રોજન અને ઓક્સિજન વચ્ચે પ્રમાણમાં ઉચ્ચ-ઊર્જા બંધ સાથે ઓક્સિડન્ટ ધરાવે છે, તેથી તે હાઇડ્રોકાર્બન અથવા ઓક્સિજન ધરાવતા મિથેનોલ કરતાં વધુ ગરમ બળી શકે છે. આ શુદ્ધ ઓક્સિજન ઉમેરવા જેવું જ છે, જે એડિયાબેટિક જ્યોત તાપમાનમાં પણ વધારો કરે છે. આ બદલામાં તેને સતત વોલ્યુમ પ્રક્રિયા દરમિયાન વધુ દબાણ બનાવવાની મંજૂરી આપે છે. દબાણ જેટલું ઊંચું હોય છે, પિસ્ટન પર વધુ બળ એન્જિનમાં વધુ કાર્ય અને વધુ શક્તિ બનાવે છે. તે સ્ટોઈકિઓમેટ્રીથી સમૃદ્ધ પ્રમાણમાં ગરમ રહે છે કારણ કે તેમાં તેનું પોતાનું ઓક્સિડન્ટ હોય છે. જો કે, નાઇટ્રોમિથેન પર એન્જિનનું સતત ચાલવું આખરે આ ઊંચા તાપમાનને કારણે પિસ્ટન અને/અથવા સિલિન્ડરને ઓગાળી દેશે. વાસ્તવિક દુનિયાના ઉપયોગોમાં, સંપૂર્ણ દહન સામાન્ય રીતે થતું નથી. રસાયણશાસ્ત્ર સૂચવે છે કે વિયોજન અને ગતિશાસ્ત્ર ઉત્પાદનોની રચનામાં ફેરફાર કરશે. એવા સંખ્યાબંધ કાર્યક્રમો ઉપલબ્ધ છે જે સંતુલન સ્થિરાંકો (સ્ટેન્જન, નાસા સીઇએ, એએફટીપી) દ્વારા વિયોજનને ધ્યાનમાં રાખીને એડિયાબેટિક જ્યોત તાપમાનની ગણતરી કરી શકે છે. નીચેનો આંકડો દર્શાવે છે કે વિયોજનની અસરો એડિયાબેટિક જ્યોત તાપમાનને ઘટાડવાનું વલણ ધરાવે છે. આ પરિણામને લે ચેટેલિયરના સિદ્ધાંત દ્વારા સમજાવી શકાય છે. જ્યોત ઝડપ સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ સામાન્ય માહિતી એડિયાબેટિક જ્યોત તાપમાનની ગણતરી એડિયાબેટિક જ્યોત તાપમાન કોષ્ટકો એડિયાબેટિક જ્યોત તાપમાન હાઇડ્રોજન, મિથેન, પ્રોપેન અને ઓક્ટેનનું ઓક્સિજન અથવા હવા સાથે ઓક્સિડાઇઝર્સ તરીકે તાપમાન વાદળી જ્યોત અને સામાન્ય સામગ્રીનું તાપમાન કેલ્ક્યુલેટર ઓનલાઇન એડિયાબેટિક જ્યોત તાપમાન કેલ્ક્યુલેટર કેન્ટેરા એડિયાબેટિક જ્યોત તાપમાન કાર્યક્રમ ગેસેકનો ઉપયોગ કરીને, રાસાયણિક સંતુલન ગણતરીઓ કરવા માટેનો કાર્યક્રમ. જ્યોત તાપમાન કેલ્ક્યુલેટર-સતત દબાણ બાયપ્રોપેલન્ટ એડિયાબેટિક દહન એડિયાબેટિક જ્યોત તાપમાન કેલ્ક્યુલેટર દહન તાપમાન થ્રેશોલ્ડ તાપમાન