章节目录第2章炸药爆炸的三个特征(第1页/共2页)

文 / 爱哭的穷嘤嘤

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这是观察到的现象

一团火光表明炸药爆炸过程是放热的

因而形成高温而发光；爆炸瞬间完成

说明爆炸过程的速度极快；烟雾表明炸药爆炸过程中有大量气体产生,而气体迅速膨胀则是产生声响

冲击波和建筑物受到破坏或发生震动的根本原因

从上述现象看出

炸药爆炸有三个特征:

即反应的放热性

过程的高速度和反应过程中生成大量气体产物

这三个特征也是炸药爆炸时所必须具备的要素

缺一不能产生爆炸观象

同样也只有具备这三个要素的物质

才能称之为炸药

一

反应的放热性

放热是炸药爆炸的能源

爆炸反应只有在炸药自身提供能量的条件下才能自动进行

没有这个条件

爆炸过程就根本不能发生；没有这个条件

反应也就不能自行延续

因而也不可能出现爆炸过程的反应传播

显然

依靠外界供给能量来维持其分解的物质

不可能具有爆炸的性质

例如

草酸盐的分解反应:

    ZnC?O? → 2CO? + Zn -4.9千卡/克分子

    PbC?O? → 2CO? + Pb -16.7千卡/克分子

    HgC?O? → 2CO? + Hg +17.3千卡/克分子

    Ag?C?O? → 2CO? + 2Ag +29.5千卡/克分子

    草酸锌和草酸铅是吸热反应

不能发生爆炸；草酸汞和草酸银的分解反应是放热反应

就可能发生爆炸

二

过程的高速度

过程的高速度是爆炸反应与一般化学反应的重要区别点

炸药爆炸反应大约是在10??秒或10??秒的时间内进行的

虽然炸药的能量贮藏量并不比一般燃料大

但由于反应过程的高速度

使炸药爆炸时能够达到一般化学反应所无法比拟的高得多的能量密度

例如

1kg煤块燃烧可以放出3.268×10?焦耳的热量

这个热量比1kg梯恩梯炸药爆炸放出的热量要多几倍

可是这块煤燃烧的时间大约需要几分钟到几十分钟才能完成

在这段时间内放出的热量不断以热传导和辐射的形式传递出去

因而虽然煤的放热量很多

但是单位时间的放热量并不多

同时还要注意到煤的燃烧是与空气中的氧进行化学反应面完成的

1kg煤的完全反应就需要2.67kg的氧

这样多的氧必须由9m3的空气才能提供

因而作为燃料的煤和空气的混合物

单位体积所放出的热量出只有3600焦耳每升

所以能量密度很低

爆炸反应就完全相反

炸药反应一般都是以5000～8000m/s的速度进行

一块10厘米见方的炸药爆炸反应完毕也就只需要10μs的时间

由于反应速度极快

虽然总放热量不是太大

但在这样短暂时间内的放热量却比一般燃料燃烧时在同样时间内放出的热量高出上千万倍

同时

由于爆炸反应无须空气中的氧参加

在反应所进行的短暂时间内反应放出的热量来不及散出

以致可以认为全部热量都集聚在炸药爆炸前所占据的体积内

这样单位体积所具有的热量就达到10?焦耳每升以上

比一般燃料燃烧要高数千倍

由于过程的高速度

使炸药内所具有的能量在极短时间内放出

达到极高能量密度

所以炸药爆炸具有巨大做功功率和强烈的破坏作用

三

反应过程生成气态产物

反应过程中有气体产物生成

是炸药爆炸反应的又一重要特点

爆炸瞬间

炸药定容地转化为气体产物

其密度要比正常条件下气体的密度大几百倍到几千倍

也就是说正常情况下这样多体积的气体被强烈压缩在炸药爆炸前所占的体积内

从造成从而造成了10?到101?帕以上的高压

同时由于反应的放热性

这样处于高温高压下的气体产物必然急剧的膨胀

把炸药的位能变成气体运动的动能

对周围介质做功

在这个过程中

气体产物既是造成高压的原因

又是对外界介质做功的工质

1kg猛炸药爆炸生成的气体换算到标准状态下的气体体积为7000~10000升

这个体积为炸药爆炸前所占体积的1200~1700倍

当气体爆炸时

体积一般不会增大

例如氢

氧混合爆炸就是这样一个例子

H? + 1/2O? → H?O + 2.42×10?J/mol

爆炸产物体积在标准状态下比爆炸前减少了三分之一

但是由于反应速度很快

而且放出大量热量加热反应产物

使其压力提高到10?帕以上

然后再迅速向外膨胀做功

爆炸过程生成气体产物的重要性

还可以通过一系列不生成气体产物的反应来看出

    例如铝热剂反应

    2Al+Fe?O? →Al?O?+2Fe+201千卡/克分子

    尽管反应非常迅速

且放出很多的热量

反应放出的热量足以把反应产物加热到3000摄 https://www.yanqingzhan.net

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