Химия - Взрыв - Химические взрывы

01 марта 2011


Оглавление:
1. Взрыв
2. Химические взрывы
3. Ядерные взрывы

Единого мнения о том, какие именно химические процессы следует считать взрывом, не существует. Это связано с тем, что высокоскоростные процессы могут протекать в виде детонации или дефлаграции. Детонация отличается от горения тем, что химические реакции и процесс выделения энергии идут с образованием ударной волны в реагирующем веществе, и вовлечение новых порций взрывчатого вещества в химическую реакцию происходит на фронте ударной волны, а не путём теплопроводности и диффузии, как при горении. Как правило, скорость детонации выше скорости горения, однако это не является абсолютным правилом. Различие механизмов передачи энергии и вещества влияют на скорость протекания процессов и на результаты их действия на окружающую среду, однако на практике наблюдаются самые различные сочетания этих процессов и переходы детонации в горение и обратно. В связи с этим обычно к химическим взрывам относят различные быстропротекающие процессы без уточнения их характера.

Существует более жёсткий подход к определению химического взрыва как исключительно детонационному. Из этого условия с необходимостью следует, что при химическом взрыве, сопровождаемом окислительно-восстановительной реакцией, сгорающее вещество и окислитель должны быть перемешаны, иначе скорость реакции будет ограничена скоростью процесса доставки окислителя, а этот процесс, как правило, имеет диффузионный характер. Например, природный газ медленно горит в горелках домашних кухонных плит, поскольку кислород медленно попадает в область горения путём диффузии. Однако, если перемешать газ с воздухом, он взорвётся от небольшой искры — объёмный взрыв.

Индивидуальные взрывчатые вещества как правило, содержат кислород в составе своих собственных молекул, притом, их молекулы, по сути метастабильные образования. При сообщении такой молекуле достаточной энергии она самопроизвольно диссоциирует на составляющие атомы, из которых образуются продукты взрыва, с выделением энергии, превышающей энергию активации. Подобными свойствами обладают молекулы нитроглицерина, тринитротолуола и др. Нитраты целлюлозы, чёрный порох, который состоит из механической смеси горючего вещества и окислителя, в обычных условиях не склонны к детонации, но их по традиции относят к взрывчатым веществам. См. порох.

Параметры взрывчатых веществ

В следующей таблице для трёх ВВ приведены суммарные химические формулы и основные детонационные параметры: удельная энергия взрыва Q, начальная плотность r, скорость детонации D, давление P и температура T на момент завершения реакции.

ВВ	Формула	Q, ккал/кг	p, г/см3	D, км/с	P, ГПа	T, K
ТНТ	C7H5N3O6	1,0	1,64	7,0	21	3600
Гексоген	C3H6N6O6	1,3	1,8	8,8	34	3900
БТФ	C6N6O6	1,4	1,9	8,5	33	5100

Просмотров: 6793

<<< Химическая физика

Горение и взрыв газа >>>