химический каталог




ВЗРЫВ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ВЗРЫВ, выделение большого кол-ва энергии в ограниченном объеме вещества за короткий промежуток времени. Различаются ВЗРЫВ двух типов. К первому типу относят ВЗРЫВ, обусловленные высвобождением химический или ядерной энергии вещества, например взрывы химический взрывчатых веществ, смесей газов, пыли и (или) паров, а также ядерные и термоядерные ВЗРЫВ При ВЗРЫВ второго типа выделяется энергия, полученная веществом от внешний источника. Примеры подобных ВЗРЫВ - мощный электрич. разряд в среде (в природе - молния во время грозы); испарение металлич. проводника под действием тока большой силы; ВЗРЫВ при воздействии на вещество некоторых излучений большой плотности энергии, например сфокусированного лазерного излучения; внезапное разрушение оболочки со сжатым газом. ВЗРЫВ первого типа могут осуществляться цепным или тепловым путем. Цепной В. происходит в условиях, когда в системе возникают в больших концентрациях активные частицы (атомы и радикалы в химический системах, нейтроны -в ядерных), способные вызвать разветвленную цепь превращений неактивных молекул или ядер (см. Цепные реакции). В действительности не все активные частицы вызывают реакцию, часть их выходит за пределы объема вещества. Так как число уходящих из объема активных частиц пропорционально поверхности, для цепного ВЗРЫВ существует так называемой критической масса, при которой число вновь образующихся активных частиц еще превышает число уходящих. Возникновению цепного ВЗРЫВ способствует сжатие в-ва, так как при этом уменьшается поверхность. Обычно цепной ВЗРЫВ газовых смесей реализуют быстрым увеличением критической массы при увеличении объема сосуда или повышением давления смеси, а ВЗРЫВ ядерных материалов - быстрым соединением несколько масс, каждая из которых меньше критической, в одну массу, большую критической.

Тепловой ВЗРЫВ возникает в условиях, когда выделение тепла в результате химический реакции в заданном объеме вещества превышает количество тепла, отводимого через внешний поверхность, ограничивающую этот объем, в окружающую среду посредством теплопроводности. Это приводит к саморазогреву вещества вплоть до его самовоспламенения и взрыва (см. Воспламенение, Горение).

При ВЗРЫВ любого типа происходит резкое возрастание давления вещества, окружающая очаг взрыва среда испытывает сильное сжатие и приходит в движение, которое передается от слоя к слою, - возникает взрывная волна. Скачкообразное изменение состояния вещества (давления, плотности, скорости движения) на фронте взрывной волны, распространяющееся со скоростью, превышающей скорость звука в среде, представляет собой ударную волну. Законы сохранения массы и импульса связывают скорость фронта волны, скорость движения вещества за фронтом, сжимаемость и давление вещества. Поэтому, чтобы определить все механические параметры взрывной волны, достаточно измерить экспериментально какие-либо два из них (обычно скорости фронта и движения вещества за фронтом). Для взрывных волн с давлением на фронте, не превышающем несколько ГПа, существуют методы прямого определения давления и сжимаемости. Разработаны также методы определения немеханические параметров волны - температуры, электрич. проводимости вещества за фронтом и т.п.

Разрушительное воздействие ВЗРЫВ на окружающие объекты обусловлено взрывной волной. Давление вещества на фронте волны по мере ее удаления от места ВЗРЫВ падает; расстояние, на котором взрывные волны оказывают одинаковое воздействие, увеличивается пропорционально кубич. корню из кол-ва энергии, выделяющейся при ВЗРЫВ ВЗРЫВ используют в стр-ве, горном деле, металлообработке. В научных исследованиях В. применяют для изучения свойств веществ в широкой области параметров состояния - от разреженных газов до жидкостей и твердых тел. При этом достигают таких параметров, которые недоступны при др. методах воздействия, например давления порядка тысяч ГПа. Вследствие огромных скоростей нагружения при этом может возникать неравновесное состояние вещества с образованием возбужденных состояний молекул. Особенно значительные эффекты наблюдаются в зоне ударного скачка, ширина которой ~ 10 нм, поскольку время воздействия на вещество ударного скачка составляет 10-12-10-13 с, что соответствует временам внутримолекулярных колебаний. Под действием ударного скачка сначала резко увеличивается энергия поступат. движения молекул, которая затем распределяется по внутренним степеням свободы. В результате происходит разрыв химических связей, соответствующих максимальным частотам колебаний, и оказываются возможными взаимодействия, которые другими способами реализовать трудно или вовсе невозможно. В частности, происходят химический реакции с образованием продуктов, специфичных только для этого типа воздействия на вещество. Так, некоторые аром. соединение в сравнительно слабых ударных волнах, когда давление не превышает 1,5 ГПа, а температура 200°С, претерпевают частичное разложение с разрушением бензольного кольца, тогда как в статич. условиях бензольное кольцо сохраняется при таких же давлениях и гораздо более высоких температурах.

Под воздействием ударных волн, образующихся при ВЗРЫВ, наблюдается полимеризация с большими скоростями, за времена порядка 10-6 с, причем в отсутствие катализаторов. Активные частицы, ведущие процесс, образуются в результате деструкции части молекул мономера в зоне ударного скачка. Так, при обычной полимеризации триоксана молекулярная масса образующегося полимера не превышает 150 тысяч, тогда как при ВЗРЫВ получают полимеры с мол. массой до 1,3 млн. Твердые хрупкие материалы дробятся под действием ударных волн до частиц размером в несколько мкм с большим числом кристаллич. дефектов и, следовательно, более высокой реакционной способностью и спекаемостью (при дроблении в мельницах число дефектов в частицах, как правило, уменьшается). Пром. значение приобрело использование ВЗРЫВ для синтеза сверхтвердых материалов (например, алмазов, NiB), создания новых композиционных материалов, получаемых свариванием металлов, прессованием и др., обработки традиционных материалов (например, сталей) с целью существенного улучшения их эксплуатационных свойств (твердости, износостойкости).

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
воздушная заслонка belimo sf24a-sr
inmotion v8 отзывы
ударно волновая терапия при остеофитах
заказ микроавтобуса в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(21.08.2017)