السلامة من الحرائق – مثلث الاحتراق وحدود الانفجار
الكيمياءالكيمياء التطبيقية والعملية15–16 سنة
جارٍ التحميل…
سجّل الدخول للتشغيللا تستمر النار إلا إذا اجتمعت ثلاثة عناصر معًا: الوقود والأكسجين والحرارة. اختر غازًا (الميثان أو غاز البترول المسال أو الهيدروجين)، ثم غيّر تركيزه في الهواء ونسبة الأكسجين ومصدر الحرارة لترى متى يشتعل الخليط ومتى ينفجر، وأي ضلع من المثلث تزيله كل طريقة من طرق الإطفاء فعلًا.
الدرس: كيمياء الوقاية من الحرائق والسلامة
ماذا تعرض
يحتاج الاحتراق إلى الوقود والأكسجين والحرارة في الوقت نفسه. أزل أي ضلع من أضلاع مثلث الاحتراق هذا فتنطفئ النار، وهذا هو المبدأ الذي تقوم عليه كل طرق الإطفاء. ولا يشتعل الغاز القابل للاشتعال الممزوج بالهواء إلا بين حدّي الانفجار الأدنى والأعلى: فتحت الحد الأدنى يكون الخليط فقيرًا جدًا بالوقود، وفوق الحد الأعلى يكون غنيًا جدًا به. ومدى انفجار الهيدروجين أوسع بكثير من مدى الميثان أو غاز البترول المسال، ويستمر في الاحتراق عند نسب أكسجين أقل بكثير، مما يجعل تسربه خطيرًا بوجه خاص.
طريقة الاستخدام
اختر «غاز الوقود»، ومع وجود الشرارة ارفع «تركيز الغاز في الهواء» ببطء من الصفر، ولاحظ أين يبدأ الاشتعال وأين يتوقف، وقارن المدى لكل غاز. ثم اخفض «الأكسجين في الهواء»، أو ألغِ «وجود شرارة / مصدر حرارة»، لتبيّن أن الأضلاع الثلاثة كلها لازمة. وأخيرًا جرّب أزرار الحلول، مثل «إغلاق صمام الغاز» و«رش CO₂ / رغوة» و«رش ماء للتبريد»، وفكّر في الضلع الذي يزيله كل منها.
المعاملات القابلة للتغيير
- غاز الوقود الميثان (الغاز الطبيعي), غاز البترول المسال LPG (غاز الأسطوانات), الهيدروجين
- تركيز الغاز في الهواء 0–80 %
- الأكسجين في الهواء 5–21 %
- وجود شرارة / مصدر حرارة
أسئلة للاستكشاف
- لماذا يجب ألا تشغّل مفتاح الإضاءة أبدًا عندما تشم رائحة تسرب غاز في المطبخ؟
- لماذا لا ينفجر خليط يحتوي على كمية كبيرة جدًا من غاز الوقود، ولماذا يبقى مع ذلك خطيرًا؟
- أي ضلع من مثلث الاحتراق تزيله طفاية CO₂، وأي ضلع يزيله ماء التبريد؟