منتديات بني بحير بلقرن

http://mk-th.ba7r.org/_.gif الوقود

الوقود: هو أى مادة يمكن أن تعطى كميات كبيرة من الحرارة سواء بالإحتراق أو الانشطار النووى.
أنواع الوقود:
أ‌- وقود عضوى: هو مادة قابلة للاشتعال حيث تتحد مع الأكسجين وتتحول الطاقة الكيميائية المختزنة إلى طاقة حرارية. (تفاعل طارد للحرارة).
ب‌- وقود نووى: هى مادة تعطى طاقة حرارية هائلة بالانشطار النووى.
مثال: اليورانيوم - الثوريوم.
أنواع الوقود العضوى:
1- وقود صلب مثل الفحم الكوك والخشب.
2- وقود سائل مثل البترول وزيت الديزل والكيروسين.
3- وقود غازى مثل الغاز الطبيعى وغاز الفحم والبيوتان.
4- وقود حيوى مثل الكربوهيدرات (السكر - النشا) والدهون.

- العوامل الأساسية التى تساعدنا لاختيار الوقود المناسب:
1) القيمة السعرية: لابد أن يكون للوقود قيمة سعرية عالية.
2) سهولة نقله وتخزينه.
3) أن تقل نسبة الشوائب الموجودة به (لا يلوث البيئة عند احتراقه).
4) يناسب آلات الإحتراق الداخلى.
5) يعطى طاقة عالية عند (احتراقه) ويوجد له مخزون احتياطى كبير.
6) لابد أن نتجنب الوقود السام إن لم يكن له أهمية قصوى فى حياتنا.

- الاحتراق: هى عملية أكسدة سريعة للوقود يصاحبها انطلاق طاقة حرارية.
أنواع الاحتراق: أ‌- احتراق سريع: هو احتراق يعطى درجة حرارة عالية مصحوبة بلهب.
مثال: احتراق الوقود العضوى.
ب‌- احتراق بطئ: هو احتراق يعطى درجة حرارة منخفضة بدون لهب.
مثال: احتراق الغذاء داخل الخلايا.
ملحوظة: يمكن أن يكون الاحتراق فى غياب الأكسجين ويكون مصحوبًا بحرارة وضوء.
http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR-CHA10-00A.gif
- الاحتراق البطئ يعطى الطاقة اللازمة للكائن الحى.

أولاً: زيت البترول:
- البترول (زيت الصخر) هو وقود عضوى وهو سائل أسود ولزج يتكون بصفة أساسية من هيدروجين وكربون مع بعض مركبات النيتروجين والكبريت والأكسجين.
- منشأ البترول: يرجع إلى تحلل المواد العضوية (حيوانات ونباتات) منذ ملايين السنين حيث دفنت على أعماق كبيرة وتعرضت للضغط الشديد والحرارة العالية.

http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190051.gif

الألكانات: هى هيدروكربونات ترتبط كل ذرات الكربون بها خطيًا وبروابط أحادية، وصيغتها العامة http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190052.gif
http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190053.gif

الألكينات: هى مركبات هيدروكربونية ترتبط فيها ذرتان من الكربون برابطة ثنائية، وصيغتها العامة http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190054.gif

http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190055.gif

الألكاينات: هى مركبات هيدروكربونية ترتبط فيها ذرتى كربون برابطة ثلاثية، وصيغتها العامة: http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190056.gif
http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190057.gif
تكرير البترول:
هى عملية فصل لمكونات زيت البترول بواسطة أبراج التقطير.
التقطير التجزيئى: هو عملية يتم بها فصل اثنين أو عدة سوائل تختلف فى درجات غليانها.
تكرير البترول يتم على ثلاثة مراحل:
1) الفصل: يتم فصل خليط الزيت الخام إلى عدة جزيئات تبعًا لاستخدام كل منها.
2) التحويل: هى عملية يتم فيها تحويل المكونات الأقل نفعًا إلى مكونات أخرى أكثر استخدامًا.
3) المعالجة: بإزالة الشوائب مثل الكبريت والمواد النيتروجينية (المواد الحمضية) والتى تسبب تآكل الآلات وتلوث الهواء.

تكتمل عملية التحويل بطريقة من هاتين:
1) التكسير: وتتم بانحلال الجزيئات الكبيرة مثل تلك الموجودة بالكيروسين والمازوت إلى جزيئات الجازولين الأصغر والأقل كثافة، وهذا الانحلال.
يتم بإحدى الطريقتين:
أ- تكسير حرارى: يحدث عند درجة حرارة عالية 500 درجة مئوية وضغط عالى:
مثال: تحضير الجازولين بالتكسير الحرارى للكيروسين.
ب) التكسير الحفزى: يتم استخدام عامل حفاز مثل http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190058.gif
مثال: تكسير الهيدروكربونات طويلة السلسلة مثل الإلكانات ذات درجات الغليان العالية إلى هيدروكربونات قصيرة السلسلة من الإلكينات.
2) البلمرة: هو تحويل المكونات الخفيفة إلى أخرى ثقيلة.

البلمرة عكس عملية التكسير.
http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190059.gif

- رقم الأوكتان:
هو الرقم الذى يعبر عن مدى صلاحية فى آلات الاحتراق الداخلى (نسبة الأيزوأوكتان فى مخلوط من الأيزوأوكتان والهبتان العادى).
مثال: إذا كان معدل الدق الناتج عن احتراق الوقود يشبه إحتراق مخلوط من الأيزوأوكتان والهبتان العادى بنسبة 90% إلى 10%. يقال فى هذه الحالة أن رقم الأوكتان لهذا الوقود هو 90.

الغاز الطبيعى:
يتكون من ميثان (93%) مخلوط مع الإيثان والبيوتان منشأ الغاز الطبيعى مثل منشأ البترول وهو يوجد إما مختلطًا بالبترول أو طافيًا فوقه.

- استخدامات الغاز الطبيعى
أ‌- كوقود له قيمة سعرية عالية.
ب‌- لإنتاج الغاز المائى تبعًا للمعادلة الآتية:
http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190066.gif
جـ- لإنتاج الميثانول (الكحول الميثيلى) كوقود سائل
http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190067.gif
- البوتاجاز: هو خليط من البروبان والبيوتان (يفصل عن الغاز الطبيعى) ويتم تحويله إلى سائل تحت ضغط عالى كوقود.
- مصادر الوقود المتجددة:
- البيوجاز http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190064.gif
هو غاز يتكون نتيجة الإنحلال اللاهوائى للمخلفات العضوية بواسطة أنواع خاصة من البكتريا.
- مميزات البيوجاز:
1- مصدر طاقة رخيص.
2- تساعد فى التخلص من المخلفات العضوية.
3- التحويل العضوى.

- العوامل التى تؤثر فى تكون البيوجاز
1) التغير فى درجة حرارة المفاعل.
2) نوعية مواد المخلفات العضوية من حيث الحمضية أو القاعدية.
العاملين السابقين تزيد أو تنقص من نشاط البكتريا اللاهوائية لتكوين المزيد من البيوجاز.
- ينبغى توخى الحذر مع مفاعل البيوجاز.
1- لابد من التحكم فى المفاعل بحرص لأن التفاعلات الحيوية قد تنشط وتسبب انفجار مفاجئ.
2- التفاعلات الحيوية معقدة وتحتاج إلى المزيد من الأبحاث.

- تحضير الكحول الإيثيلى من الحاصلات الزراعية:
بتخمر محلول قصب السكر (السكروز)، حيث يتم بالتحلل المائى من خلال فعل الخميرة وحمض الكبريتيك.

http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190069.gif

- مميزات الإيثانول (الكحول الإيثيلى):
1- وقود سائل حيث يخلط مع الجازولين (مخلوط).
2- لا يحدث فقد كبير فى الطاقة أثناء عملية التخمر.
3- سهل النقل والتخزين.
4- مصدر طاقة رخيص (يستخدم فى البرازيل).
5- يمكن أكسدته إلى حمض أستيك والذى له استخدامات عديدة فى الصناعات البتروكيميائية.

http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190069A.gif

- مصادر التلوث:
1) مصادر طبيعية مثل:
أ - الأنشطة البركانية http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190070.gif من البراكين.
ب- تحلل الأجساد الميتة.
جـ- الأكاسيد النيتروجينية الناتجة من نشاط البرق.

2) مصادر صناعية مثل:
أ- http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190071.gif الناتج من عوادم السيارات
ب- النفايات العضوية ونفايات الوقود النووى.
جـ- مخلفات الحيوانات والإنسان.
د- المبيدات الحشرية.
- تلوث الهواء الناتج عن احتراق الوقود
1- أكاسيد الكربون http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190071.gif
2- أكاسيد الكبريت http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190072.gif
3- أكاسيد النيتروجين http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190079.gif

1- أكاسيد الكربون:
أ) غاز http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190073.gif
1- الاستخدام الواسع للبترول والفحم كوقود.
2- القطع الجائر لأشجار الغابات قلل من امتصاص http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190073.gif
3- إتلاف العوالق النباتية والطحالب أدى إلى نقص استهلاك غاز http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190073.gif فى الهواء بسبب تلوث الماء.
4- تأثير البيت الأخضر (التأثير الحرارى).
تمتص الأرض الإشعاعات القادمة من الشمس وتشع بعض طاقة الأشعة تحت الحمراء الممتصة والتى لها تأثير حرارى.

- دور ثانى أكسيد الكربون فى تلوث البيئة:
1- يسبب ظاهرة أثر البيت الأخضر (بمعنى أنه يتسبب فى رفع درجة حرارة الجو).
2- يتسبب فى تغير المناخ مثل انصهار الجليد فى المناطق القطبية وغرق بعض الجزر.

ب) غاز CO : غاز سام
مصادر غاز CO:
1- الاحتراق الغير كامل لوقود السيارات (السيارات القديمة)
2- المدن المزدحمة بالسيارات.
- الآثار الضارة لغاز CO على الإنسان.
1- يتحد غاز CO مع هيموجلوبين الدم مما ينقص من قدرة الدم على حمل الأكسجين ويسبب صداع ودوار وإغماء ثم الموت فى حالة الكميات الكبيرة.
2- ارتخاء فى العضلات وآلام حادة بالمعدة.

3- أكاسيد الكبريت http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190072.gif :
- مصادر أكاسيد الكبريت:
أ‌- احتراق الفحم.
ب- احتراق البترول.
- خطورة دور http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190074.gif (تكوين الأمطار الحامضية):
1) قد يتأكسد غاز http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190074.gif إلى غاز http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190075.gif بالأكسجين الهواء الجوى فى وجود عامل حفاز. (فلز أو أكسيد فلز معلق فى الهواء).
http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR-CHA10-008.gif

http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190075.gif
4) يذوب غاز http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190075.gif فى بخار الماء فى الهواء الجوى ويكون http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190078.gif (أمطار حامضية)
http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190077.gif

- أضرار الأمطار الحامضية:
1- لها تأثير ضار على الجهاز التنفسى.
2- لها آثار ضارة على المبانى.
3- قد تسبب انحلال الألياف الصناعية (الملابس).
4- تتلف خلايا النبات.
5- تسبب وفاة الأسماك والفطريات فى البحار.
3) أكاسيد النيتروجين:
- مصادر أكاسيد النيتروجين:
1) أنشطة البراكين.
2) النشاط البكتيرى على الأجساد الميتة.
3) احتراق الوقود.
http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190080.gif
- الآثار الضارة لأكاسيد النيتروجين:
1- تذوب فى بخار ماء الهواء الجوى وينتج مخلوط من أحماض النيتريك والنيتروز التى تهيج الجهاز العصبى.
http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190081.gif
3- ثانى أكسيد النيتروجين بنى اللون. يمتص الطاقة الضوئية للشمس وينحل إلى http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190082.gif ذرة أكسجين نشطة.
http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190083.gif
- يتحد الأكسجين الذرى مع الأكسجين http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190084.gif ويكون الأوزون قريبًا من سطح الأرض حيث يسبب تحلل المادة العضوية، صدأ المعادن، كذلك يتلف المطاط والأنسجة السيليلوزية.
http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190085.gif

4- مركبات الرصاص:
- مصادر الرصاص: http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190086.gif
- عوادم السيارات بسبب إضافة رابع إيثيل الرصاص http://www.aladwaa.com/BRImg/CHA10/BR1190087.gif ليزيد رقم أوكتان الجازولين.
- الآثار الضارة لمركبات الرصاص على الإنسان:
تسبب الأنيميا ، فقد الشهية، الدوار، نقص نسبة هيموجلوبين الدم، العمى، آلام الروماتيزم.

5- مركبات البنزوبيرين:
- يوجد فى الفحم والسجائر. - يسبب السرطان لعمال مناجم الفحم، والمدخنين.

- كيف يمكن التقليل من تلوث الهواء:
- هناك طريقتان لتقليل المواد الملوثة:
1) إزالة المواد الملوثة من الوقود قبل استخدامه مثل إزالة الكبريت من الوقود.
2) إزالة الملوثات من المواد الخام بعد استخدامها.
أ- باستخدام عامل حفاز: يتم توصيل محولات حفزية بشكمانات السيارات لتتفاعل مع الغازات.
- إعادة الدورة لتجنب التلوث.
- تشتمل المخلفات على: 50% مكونات ورقية، 10% زجاج، 10% بلاستيك ، 10% مكونات غذائية، 10% مخلفات أخرى.
- إعادة الدورة: هى عملية يقصد بها تنقية المواد وإعادة استخدامها.
- لابد من إعادة الدورة للمخلفات لحماية البيئة من الملوثات والحفاظ على الموارد الغير متجددة.

منقووووول