炸药爆炸的三大特征

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2012-12-31,#,1-2,炸药爆炸的三大特征,炸药是这样一种物质，在一定的外界条件作用下，能够进行高速的化学反应，放出热量，并且产生大量的气体产物。,拿常见的鞭炮来说，纸卷的外壳中间填装着黑火药。黑火药就是一种炸药。当点燃引药捻，黑火药迅速燃烧，产生化学反应，并放出热量和气体产物。大量的高压气体胀破纸壳，同时发出声响和闪光，这就完成了爆炸的全过程。,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。缺一不能产生爆炸现象。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，草酸盐的分解反应可以作为典型例子,第一种反应是吸热反应，只有在外界不断加热的条件下才能进行，因而不具有爆炸性质；第二中反映具有爆炸性，但因放出的热量不大，爆炸性不强；第三种反应具有显著的爆炸性质。爆炸反应所放出的热量称为爆热。它是爆炸破坏作用的能源，是炸药爆炸做功能力的标志。,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。炸药爆炸反应大约是在,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。,表,1-2-1,提供了石油、煤和几种炸药的热量和能量密度数据。,表,1-2-1,炸药和一般燃料的放热量和能量密度,例如,1kg,煤块燃烧可以放出,3.286,J,的热量，这个热量比,1kg,梯恩梯炸药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成传播出去，因而虽然煤的放热量是与空气中的氧进行化学反应而完成的。,1kg,煤的完全反应就需要,2.67kg,的氧，这样多的氧必须由,9,立方米的空气才能提供，因而作为燃烧原料的煤和空气的混合物，单位体积所放出的热量也只有,3600J/L,，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（,58,）,m/s,的速度进行。一块,10cm,见方的炸药爆炸反应完毕也就需要,10s,的时间。由于反应速度极快，随谈总放热量不是太大，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，爆炸反应无需空气中的氧参加，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要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高达,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的时间内放出，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、反应过程生成气体产物,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产物气体的密度要大几百倍到几千倍，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据的体积内，从而造成（,以上的高压。同时由于反应的放热性，这样处于高温、高温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，气体产物即使造成高压的原因，又是对外界介质做功的工质。表,1-2-2,提供了几种炸药爆炸生成的气体量,表,1-2-2,某些炸药爆炸气体产物在标准条件下的体积（,L,）,由表,2,看出，,1kg,猛炸药生成的气体产物换算到标准状态（,1.0133,）下的气体体积为,700010000L,，这个体积为炸药爆炸前所占所占体积的,12001700,倍。,当气体爆炸时，体积一般不会增大，例如氢、氧混合物就是这样一个例子。,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。,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。例如金属硫化物的形成反应,:,或铝热剂反应,尽管反应非常迅速，且放出很多的热量，后一个反应刚出的热量足以把反应产物加热到,3000K,，但是终究由于没有气体产物生成，没有把热能转变为机械能的媒介，无法对外做功，所以不具有爆炸性。,从,上面的讨论可以看出，对于爆炸来说，放热性、高速度、生成气体产物时缺一不可的，只有在三个特征同时具备的条件下，化学反应过程才具有爆炸的特性。,