2014-02-09
829
Количество тепловой энергии Q, выделившейся при взрыве одного килограмма ВВ в изохорном процессе называется теплотой взрыва или удельной энергией ВВ.
Удельная энергия ВВ
Взрывной процесс представляет собой экзотермическую реакцию химического превращения ВВ. Это значит, что всегда при взрыве происходит выделение энергии. Говоря о тепловом эффекте химической реакции, необходимо оговаривать и те условия, в которых эта реакция происходит (вид теплового процесса). Применительно к взрыву таким процессом является изохорный, т.е. реакция происходит практически в постоянном объеме. В изохорном процессе рабочее тело (в данном случае газообразные продукты взрыва) работы не совершают и все выделившееся тепло согласно первому закону термодинамики расходуется на повышение внутренней энергии рабочего тела.
Теплота взрыва может определяться экспериментально (в калориметрической бомбе) или теоретически.
В основу определения теплоты взрыва расчетным путем положен термохимический закон Гесса, который формулируется:
|
|
|
Закон Гесса можно проиллюстрировать схемой, называемой треугольником Гесса (рисунок 2.1).
 |
1 3
 |
Рисунок 2.1.
1 - исходные элементы; 2 - ВВ; 3 - продукты взрыва.
- количество тепла (выделившегося) поглощенного при производстве 1 моля ВВ; - количество тепла, выделившегося при получении продуктов взрыва, непосредственно из элементов; - теплота взрыва.
Исходя из закона Гесса, можно записать 
Отсюда теплота взрыва 
(2.1)
Теплота образования ВВ и теплота образования продуктов взрыва из исходных элементов приведены в термохимических таблицах, в которых значения теплоты образования продуктов взрыва ВВ даются при постоянном давлении.
Пересчет 
на 
следует производить по формуле 
,
где - теплота взрыва одного моля ВВ при постоянном объеме;
- теплота взрыва одного моля ВВ при постоянном давлении.
- число молей газообразных продуктов, образующихся при взрыве;
- универсальная газовая постоянная, 
;
Отсюда 
(2.2)
В таблице 2.2 приведены значения теплоты образования продуктов взрыва и наиболее распространенных ВВ.
Таблица 2.2
| Продукт взрыва | Молекулярная масса, гр | Теплота образования, кДж/моль | Формула ВВ | Молекулярная масса, гр | Теплота образования, кДж/моль |
| Н2О (парообразная | 241,58 | Нитроглицерин С3H5(ONO2)3 | 343,3 | ||
| H2O (жидкая) | 283,44 | Гексоген С3H6N6O6 | -87,9 | ||
| CO2 | 395,65 | Тротил C6H2(NO2)3CH3 | 45,4 | ||
| CО | 110,53 | Тетрил C7H2(NO2)4 | -38,9 | ||
| HN3 (газообразный | 44,4 | Пикриновая кислота C6H2(NO2)3OH | |||
| NO | -90,4 | ТЭН С5H8(NO3)4 | |||
| NO2 | -17,2 | Аммиачная селитра NH4NO3 | 365,5 | ||
| Al2O3 | 101,9 | 1641,2 | Азид свинца PbN6 | 291,3 | -44,8 |
| O2 | |||||
| N2 | |||||
| H2 | 2,0 |
Пример
|
|
|
Определить теплоту взрыва одного килограмма нитроглицерина.
Теплота образования нитроглицерина 343,5 кДж/моль. Молекулярная масса 227г.
Уравнение взрывчатого превращения имеет вид
(вода парообразная)
1. Определяем теплоту образования продуктов взрыва по таблице.2.2.
2. Определим температуру взрыва одного моля при постоянном давлении
3. Определим теплоту взрыва при постоянном объеме
Определим теплоту взрыва 1 кГ нитроглицерина
