Adiabatic flame temperature
دہن کے مطالعہ میں، اڈیبیٹک شعلہ درجہ حرارت وہ درجہ حرارت ہے جو مثالی حالات میں شعلہ تک پہنچتا ہے۔ یہ درجہ حرارت کی ایک اوپری حد ہے جو حقیقی عمل میں پہنچ جاتی ہے۔ اڈیبیٹک شعلہ درجہ حرارت کی دو قسمیں ہیں: مستقل حجم اور مستقل دباؤ، اس بات پر منحصر ہے کہ عمل کیسے مکمل ہوتا ہے۔ مستقل حجم اڈیباٹک شعلہ درجہ حرارت وہ درجہ حرارت ہے جو ایک مکمل دہن کے عمل کے نتیجے میں ہوتا ہے جو بغیر کسی کام، حرارت کی منتقلی یا حرکی یا ممکنہ توانائی میں تبدیلیوں کے ہوتا ہے۔ اس کا درجہ حرارت مستقل دباؤ کے عمل سے زیادہ ہوتا ہے کیونکہ نظام کے حجم کو تبدیل کرنے کے لیے کوئی توانائی استعمال نہیں کی جاتی ہے (یعنی کام پیدا کرنا)۔ عام شعلے روزمرہ کی زندگی میں، شعلوں کی اکثریت جس کا سامنا کرنا پڑتا ہے وہ لکڑی، موم، چربی، پلاسٹک، پروپین اور پٹرول جیسے مواد میں ہائیڈرو کاربن کے تیزی سے آکسیکرن کی وجہ سے ہوتے ہیں۔ ہوا میں ایسے مادوں کے مستقل دباؤ والے اڈیبیٹک شعلے کا درجہ حرارت 1950 ڈگری سیلسیس کے آس پاس نسبتا تنگ حد میں ہوتا ہے۔ اس کی زیادہ تر وجہ یہ ہے کہ ان مرکبات کے دہن کی حرارت تقریبا استعمال شدہ آکسیجن کی مقدار کے متناسب ہوتی ہے، جس سے متناسب طور پر ہوا کی مقدار میں اضافہ ہوتا ہے جسے گرم کرنا پڑتا ہے، اس لیے شعلے کے درجہ حرارت پر دہن کی زیادہ گرمی کا اثر ختم ہو جاتا ہے۔ زیادہ درجہ حرارت پر نامکمل تعامل دہن کی زیادہ گرمی کے اثر کو مزید کم کر دیتا ہے۔ چونکہ زیادہ تر دہن کے عمل جو قدرتی طور پر ہوتے ہیں وہ کھلی ہوا میں ہوتے ہیں، اس لیے ایسی کوئی چیز نہیں ہے جو گیس کو انجن میں سلنڈر کی طرح کسی خاص حجم تک محدود رکھے۔ نتیجے کے طور پر، یہ مادے مستقل دباؤ پر جلتے رہیں گے، جس سے عمل کے دوران گیس پھیل سکتی ہے۔ عام شعلہ درجہ حرارت ابتدائی ماحولیاتی حالات (1 بار اور 20 ڈگری سیلسیس) کو فرض کرتے ہوئے، درج ذیل جدول میں مستقل دباؤ کے حالات میں مختلف ایندھن کے لیے شعلہ درجہ حرارت کی فہرست دی گئی ہے۔ یہاں مذکور درجہ حرارت سٹوچیومیٹرک فیول آکسیڈائزر مرکب کے لیے ہیں (یعنی۔ مساوات کا تناسب φ = 1)۔ نوٹ کریں کہ یہ نظریاتی ہیں، حقیقی نہیں، شعلے کے درجہ حرارت جو شعلے سے پیدا ہوتے ہیں جو کوئی گرمی نہیں کھوتے ہیں۔ قریب ترین شعلہ کا سب سے گرم حصہ ہوگا، جہاں دہن کا رد عمل سب سے زیادہ موثر ہوتا ہے۔ یہ مکمل دہن کو بھی فرض کرتا ہے (مثال کے طور پر۔ بالکل متوازن، غیر دھواں دار، عام طور پر نیلی شعلہ)۔ میز میں موجود کئی اقدار آن لائن کیلکولیٹرز کے ادب یا پیش گوئیوں سے نمایاں طور پر متفق نہیں ہیں۔ تھرموڈینامکس ایک بند رد عمل کے نظام کے لیے تھرموڈینامکس کے پہلے قانون سے ہمارے پاس ہے جہاں، اور حرارت اور کام بالترتیب عمل کے دوران نظام سے ارد گرد منتقل ہوتے ہیں، اور بالترتیب رد عمل اور مصنوعات کی اندرونی توانائی ہیں۔ مستقل حجم اڈیباٹک شعلہ درجہ حرارت کے معاملے میں، نظام کا حجم مستقل رہتا ہے اور اس لیے کوئی کام نہیں ہوتا ہے: حرارت کی منتقلی بھی نہیں ہوتی کیونکہ اس عمل کو اڈیباٹک قرار دیا گیا ہے: نتیجے کے طور پر، مصنوعات کی اندرونی توانائی ری ایکٹینٹس کی اندرونی توانائی کے برابر ہے: کیونکہ یہ ایک بند نظام ہے، مصنوعات اور رد عمل کی کمیت مستقل ہے اور پہلا قانون بڑے پیمانے پر لکھا جا سکتا ہے۔ مستقل دباؤ اڈیباٹک شعلہ درجہ حرارت کی صورت میں، نظام کا دباؤ مستقل رہتا ہے، جس کے نتیجے میں کام کے لیے درج ذیل مساوات پیدا ہوتی ہے: ایک بار پھر حرارت کی منتقلی نہیں ہوتی ہے کیونکہ اس عمل کو اڈیباٹک قرار دیا گیا ہے: پہلے قانون سے، ہم یہ پاتے ہیں کہ، اینتھالپی کی تعریف کو یاد کرتے ہوئے ہم حاصل کرتے ہیں۔ کیونکہ یہ ایک بند نظام ہے، مصنوعات اور رد عمل کی کمیت ایک جیسی ہے اور پہلا قانون بڑے پیمانے پر لکھا جا سکتا ہے: ہم دیکھتے ہیں کہ مستقل دباؤ کے عمل کا اڈیبیٹک شعلہ درجہ حرارت مستقل حجم کے عمل سے کم ہوتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ دہن کے دوران خارج ہونے والی کچھ توانائی، کام کے طور پر، کنٹرول سسٹم کے حجم کو تبدیل کرنے میں جاتی ہے۔ اگر ہم یہ فرض کرتے ہیں کہ دہن تکمیل تک جاتی ہے (یعنی۔ صرف اور) کی تشکیل کرتے ہوئے، ہم اسٹیوچیومیٹرک حالات میں یا اسٹیوچیومیٹری (اضافی ہوا) کے دبے ہوئے ہاتھ سے اڈیبیٹک شعلے کے درجہ حرارت کا حساب لگا سکتے ہیں۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ بائیں اور دائیں ہاتھ کے اطراف کو متوازن کرنے کے لیے کافی متغیرات اور مولر مساوات موجود ہیں، اسٹوچیومیٹری سے بھرپور کافی متغیرات نہیں ہیں کیونکہ دہن کم از کم اس کے ساتھ مکمل نہیں ہو سکتا اور مولر بیلنس کے لیے ضروری ہے (یہ نامکمل دہن کی سب سے عام مصنوعات ہیں)، تاہم، اگر ہم پانی کی گیس کی تبدیلی کے رد عمل کو شامل کرتے ہیں، اور اس رد عمل کے لیے توازن مستقل استعمال کرتے ہیں، تو ہمارے پاس حساب کو مکمل کرنے کے لیے کافی متغیرات ہوں گے۔ توانائی اور مولر اجزاء کی مختلف سطحوں والے مختلف ایندھن میں مختلف اڈیبیٹک شعلہ درجہ حرارت ہوں گے۔ ہم مندرجہ ذیل اعداد و شمار سے دیکھ سکتے ہیں کہ نائٹرومیتھین (CH3NO2) کو اکثر کاروں کے لیے طاقت بڑھانے کے طور پر کیوں استعمال کیا جاتا ہے۔ چونکہ نائٹرومیتھین کے ہر مالیکیول میں نائٹروجن اور آکسیجن کے درمیان نسبتا اعلی توانائی کے بندھن کے ساتھ ایک آکسیڈینٹ ہوتا ہے، اس لیے یہ ہائیڈرو کاربن یا آکسیجن پر مشتمل میتھانول سے زیادہ گرم جل سکتا ہے۔ یہ خالص آکسیجن کو شامل کرنے کے مترادف ہے، جو اڈیبیٹک شعلہ کے درجہ حرارت کو بھی بڑھاتا ہے۔ اس کے نتیجے میں یہ مستقل حجم کے عمل کے دوران زیادہ دباؤ پیدا کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ دباؤ جتنا زیادہ ہوگا، پسٹن پر اتنی ہی زیادہ طاقت انجن میں زیادہ کام اور زیادہ طاقت پیدا کرے گی۔ یہ سٹیوچیومیٹری سے بھرپور نسبتا گرم رہتا ہے کیونکہ اس میں اپنا آکسیڈینٹ ہوتا ہے۔ تاہم، نائٹرومیتھین پر انجن کا مسلسل چلنا بالآخر اس زیادہ درجہ حرارت کی وجہ سے پسٹن اور/یا سلنڈر کو پگھلا دے گا۔ حقیقی دنیا کی ایپلی کیشنز میں، مکمل دہن عام طور پر نہیں ہوتی ہے۔ کیمسٹری یہ حکم دیتی ہے کہ علیحدگی اور حرکیات مصنوعات کی ساخت کو تبدیل کر دیں گے۔ ایسے متعدد پروگرام دستیاب ہیں جو توازن کے مستقل (اسٹینجن، ناسا سی ای اے، اے ایف ٹی پی) کے ذریعے علیحدگی کو مدنظر رکھتے ہوئے اڈیبیٹک شعلہ کے درجہ حرارت کا حساب لگا سکتے ہیں۔ مندرجہ ذیل اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ علیحدگی کے اثرات اڈیبیٹک شعلہ کے درجہ حرارت کو کم کرتے ہیں۔ اس نتیجے کی وضاحت لی چیٹلیئر کے اصول کے ذریعے کی جا سکتی ہے۔ شعلہ کی رفتار کے حوالہ جات بیرونی روابط عمومی معلومات اڈیباٹک شعلے کے درجہ حرارت کی گنتی اڈیباٹک شعلے کے درجہ حرارت کی میزیں آکسیجن یا ہوا کے ساتھ آکسیجن یا ہوا کے ساتھ اڈیباٹک شعلے کا درجہ حرارت آکسیڈائزر کے طور پر نیلے شعلے کا درجہ حرارت اور عام مواد کیلکولیٹر آن لائن اڈیباٹک شعلے کا درجہ حرارت کیلکولیٹر کینٹیرا اڈیباٹک شعلے کے درجہ حرارت کے پروگرام گیسق کا استعمال کرتے ہوئے، کیمیائی توازن کے حسابات انجام دینے کے لیے پروگرام۔ شعلہ درجہ حرارت کیلکولیٹر-مستقل دباؤ بائیپروپیلنٹ اڈیبیٹک دہن اڈیبیٹک شعلہ درجہ حرارت کیلکولیٹر دہن درجہ حرارت تھریشولڈ درجہ حرارت