Взрыв

редактировать
Внезапное выделение тепла и газа Детонация 16 тонн взрывчатых веществ. Взрывы бензина, имитирующие бомбу, падающую на авиашоу.

взрыв - это быстрое увеличение объема и высвобождение энергии в экстремальных условиях, обычно с генерацией высокой температуры и выделение газов. Сверхзвуковые взрывы, создаваемые фугасами, известны как детонации и распространяются посредством сверхзвуковых ударных волн. Дозвуковые взрывы создаются слабыми взрывчатыми веществами в результате более медленного процесса горения, известного как дефлаграция.

Содержание

  • 1 Причины
    • 1.1 Естественные
      • 1.1.1 Астрономические
    • 1.2 Химические
    • 1.3 Электрический и магнитный
    • 1.4 Механический и паровой
    • 1.5 Ядерный
  • 2 Свойства
    • 2.1 Сила
    • 2.2 Скорость
    • 2.3 Выделение тепла
    • 2.4 Начало реакции
    • 2.5 Фрагментация
  • 3 Известные примеры
    • 3.1 Химическая
    • 3.2 Ядерная
    • 3.3 Вулканическая
    • 3.4 Звездная
  • 4 Этимология
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки

Причины

Natural

Взрывы могут происходить в природе из-за большого притока энергии. Большинство природных взрывов возникает в результате вулканических или звездных процессов разного рода. Взрывные вулканические извержения происходят, когда магма, поднимающаяся снизу, содержит много растворенного газа; уменьшение давления по мере подъема магмы заставляет газ пузыриться из раствора, что приводит к быстрому увеличению объема. Взрывы также происходят в результате ударных событий и таких явлений, как гидротермальные взрывы (также из-за вулканических процессов). Взрывы также могут происходить за пределами Земли во Вселенной в таких событиях, как сверхновые. Во время лесных пожаров в эвкалиптовых лесах часто происходят взрывы, где летучие масла на верхушках деревьев внезапно возгораются.

Астрономия

Туманность вокруг звезда Вольфа-Райе WR124, которая расположена на расстоянии около 21000 световых лет

Среди крупнейших известных взрывов во Вселенной сверхновые, которые происходят после окончание срока службы некоторых типов звезд. Солнечные вспышки - это пример обычного, гораздо менее энергичного взрыва на Солнце и, предположительно, на большинстве других звезд. Источником энергии для активности солнечных вспышек является запутывание силовых линий магнитного поля в результате вращения проводящей плазмы Солнца. Другой тип большого астрономического взрыва происходит, когда очень большой метеороид или астероид ударяется о поверхность другого объекта, например, планеты.

Слияние черных дыр, вероятно, с участием двойных систем черных дыр, способных излучать множество солнечных масс энергии во Вселенную за доли секунды в виде гравитационная волна. Он способен передавать обычную энергию и разрушительные силы к близлежащим объектам, но на просторах космоса близлежащие объекты обычно встречаются редко. Наблюдаемая 21 мая 2019 года гравитационная волна, известная как GW190521, вызвала сигнал слияния длительностью около 100 мс, в течение которого, по оценкам, в виде гравитационной энергии излучались 9 солнечных масс.

Химические

Наиболее распространенными искусственными взрывчатыми веществами являются химические взрывчатые вещества, обычно включающие быструю и бурную реакцию окисления, в результате которой образуется большое количество горячего газа. Порох был первым взрывчатым веществом, которое было изобретено и использовано. Другими заметными ранними достижениями в технологии химических взрывов были разработка Фредериком Августом Абелем нитроцеллюлозы в 1865 году и изобретение Альфредом Нобелем динамита в 1866 году. Часто происходят химические взрывы (как преднамеренные, так и случайные). инициируется электрической искрой или пламенем в присутствии кислорода. Могут произойти случайные взрывы в топливных баках, ракетных двигателях и т. Д.

Электрические и магнитные

Взорвавшийся конденсатор

Сильноточная электрическая неисправность может вызвать «электрический взрыв» за счет образования высокой энергии. электрическая дуга, при которой металл и изоляционный материал быстро испаряются. Опасность возникновения дугового разряда представляет опасность для лиц, работающих с находящимся под напряжением распределительным устройством. Кроме того, чрезмерное магнитное давление внутри сверхсильного электромагнита может вызвать магнитный взрыв.

Механический и паровой

Строго физический процесс, в отличие от химического или ядерного, например, взрыв герметичного или частично герметичного контейнера под внутренним давлением часто называют взрывом. Примеры включают перегретый котел или простую жестяную банку с фасолью, брошенную в огонь.

Взрывы паров при расширении кипящей жидкости - это один из типов механического взрыва, который может произойти при разрыве емкости, содержащей жидкость под давлением, вызывая быстрое увеличение объема по мере испарения жидкости. Обратите внимание, что содержимое контейнера может вызвать последующий химический взрыв, последствия которого могут быть значительно более серьезными, например, бак пропана в разгар пожара. В таком случае к эффектам механического взрыва при выходе из строя резервуара добавляются эффекты взрыва, возникающие в результате высвобождения (сначала жидкого, а затем почти мгновенно газообразного) пропана в присутствии источника воспламенения. По этой причине аварийные работники часто различают эти два события.

Ядерное

Помимо звездных ядерных взрывов, ядерное оружие - это тип оружия взрывного действия, разрушительная сила которого определяется деление ядра или сочетание деления и синтеза. В результате даже ядерное оружие с небольшой мощностью значительно мощнее, чем самые большие доступные обычные взрывчатые вещества, а одно оружие способно полностью уничтожить весь город.

Свойства

Сила

Взрывная сила высвобождается в направлении, перпендикулярном поверхности взрывчатого вещества. Если во время взрыва граната находится в воздухе, направление взрыва будет 360 °. Напротив, в кумулятивном заряде силы взрыва сосредоточены, чтобы произвести более сильный локальный взрыв; Кумулятивные заряды часто используются военными для взлома дверей или стен.

Скорость

Скорость реакции - это то, что отличает взрывную реакцию от обычной реакции горения. Если реакция не происходит очень быстро, термически расширяющиеся газы будут умеренно рассеиваться в среде без большого перепада давления и без взрыва. Когда, например, горит дровяной огонь в камине, безусловно, происходит выделение тепла и образование газов, но ни один из них не выделяется достаточно быстро, чтобы создать внезапный значительный перепад давления и затем вызвать взрыв. Это можно сравнить с разницей между разрядом энергии батареи, который является медленным, и разрядом конденсатора вспышки , как у вспышки камеры, который высвобождает свою энергию сразу.

Выделение тепла

Выделение тепла в больших количествах сопровождает большинство взрывоопасных химических реакций. Исключения называются энтропийными взрывчатыми веществами и включают органические пероксиды, такие как пероксид ацетона. Именно быстрое выделение тепла заставляет газообразные продукты большинства взрывных реакций расширяться и создавать высокое давление. Это быстрое создание высокого давления выпущенного газа составляет взрыв. Выделение тепла с недостаточной скоростью не вызовет взрыва. Например, хотя единица массы угля дает в пять раз больше тепла, чем единица массы нитроглицерина, уголь нельзя использовать в качестве взрывчатого вещества (кроме в виде угольной пыли ), потому что скорость, с которой он выделяет это тепло, довольно низка. Фактически, вещество, которое горит менее быстро (то есть медленное горение ), может фактически выделять больше тепла, чем взрывчатое вещество, которое детонирует быстро (то есть быстрое горение ). В первом случае медленное сгорание преобразует большую часть внутренней энергии (т.е. химический потенциал ) горящего вещества в тепло, выделяемое в окружающую среду, а во втором - быстрое сгорание (т.е. детонация ) вместо этого преобразует больше внутренней энергии в работу с окружающей средой (т. е. меньше внутренней энергии преобразуется в тепло); c.f. тепло и работа (термодинамика) являются эквивалентными формами энергии. См. Теплота сгорания для более подробного рассмотрения этой темы.

Когда химическое соединение образуется из его компонентов, тепло может либо поглощаться, либо выделяться. Количество тепла, поглощаемого или выделяемого во время превращения, называется теплотой образования. Теплота образования твердых тел и газов, обнаруживаемая во взрывных реакциях, была определена для температуры 25 ° C и атмосферного давления и обычно выражается в килоджоулей на грамм-молекулу. Положительное значение указывает на то, что при образовании соединения от его элементов поглощается тепло; такая реакция называется эндотермической реакцией. Во взрывной технологии интерес представляют только материалы, которые экзотермичны - которые имеют чистое выделение тепла и имеют отрицательную теплоту образования. Теплота реакции измеряется при постоянном давлении или постоянном объеме. Именно эту теплоту реакции можно правильно выразить как «теплоту взрыва».

Инициирование реакции

Химическое взрывчатое вещество - это соединение или смесь, которые при воздействии тепла или удара разлагаются или перестраиваются с чрезвычайной скоростью, выделяя много газа и тепла. Многие вещества, обычно не классифицируемые как взрывчатые, могут выполнять одну или даже две из этих вещей.

Реакция должна быть способна инициироваться воздействием удара, тепла или катализатора (в случае некоторых взрывоопасных химических реакций) на небольшую часть массы взрывчатый материал. Материал, в котором присутствуют первые три фактора, не может считаться взрывчатым веществом, если реакция не может произойти, когда это необходимо.

Фрагментация

Фрагментация - это накопление и выброс частиц в результате детонации фугасного взрывчатого вещества. Фрагменты могут происходить из: частей конструкции (например, стекла, кусочков конструкционного материала или кровельного материала ), выявленных слоев и / или различные геологические особенности на уровне поверхности (такие как рыхлые породы, почва или песок ), обсадная колонна, окружающая взрывчатое вещество, и / или любые другие незакрепленные разные предметы, не испарившиеся ударной волной взрыва. Осколки с высокой скоростью и под малым углом могут перемещаться на сотни метров с достаточной энергией, чтобы активировать другие окружающие фугасные предметы, ранить или убить персонал и / или повредить транспортные средства или конструкции.

Яркие примеры

Химический

Ядерная

Вулканические

Звездная

Этимология

Классическое латинское Expdō означает «шипеть плохого актера со сцены», «согнать актера со сцены шумом», от ex- («вне») + plaudō («хлопать; апплодировать"). Современное значение появилось позже:

  • Классическая латынь: «согнать актера со сцены, издавая шум», следовательно, означает «выгнать» или «отвергать»

На английском языке:

  • Около 1538: «приводить» выходить или выключаться аплодисментами »(первоначально театрально)
  • Около 1660 г.:« выезд с резким шумом и резким шумом »
  • Около 1790 г.:« уйти с громким шумом »
  • Примерно в 1882 году: первое использование в качестве «разрыва с разрушительной силой»

См. Также

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-19 10:00:22
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте