"Жанғыш және жарылғ ...

Жоспары:

1.     Жарылыс

2.     Жарылыс құбылыстарының жіктелуі

3.     Жарылыс жүру үшін химиялық реакция талаптары

 Жарылыс - бұл бірден дерлік физикалық және химиялық процесс

айтарлықтай энергияның бөлінуімен және қысымның қарқынды көтерілуімен жүретін заттың өзгеруі.

Жану мен жарылыс реакцияларының негізгі айырмашылығы олардың пайда болу жылдамдығында. Жарылыс кезінде энергияның түрленуі соншалықты тез жүреді, сондықтан барлық бөлінген жылу жүйеде қалады, ал алынған өнімдердің кеңеюге уақыты болмайды. Осылайша, жарылыс процесін адиабаталық (δQ = 0) және изохоралық деп санауға болады.

(V = const).

Жарылыс кезінде бөлінетін жылу мөлшері шамамен Qexp ≈ Qн затының жануының төменгі жылуына тең, (5.1)

бірақ жарылыс температурасы заттың жану температурасынан айтарлықтай жоғары.

Себебі жану кезінде бөлінетін жылудың бір бөлігі газдың кеңеюіне жұмсалады, ал жарылыс кезінде барлық бөлінген жылу тек жүйенің ішкі энергиясын арттыруға жұмсалады.

Жарылыс құбылыстарының жіктелуін бірқатар критерийлер бойынша жасауға болады. Энергия көзінің түріне байланысты жарылыстар:

- химиялық – энергия көзі жылдам химиялық реакция болып табылады. Жарылыс өте қысқа уақыт аралығында аз көлемде энергияның айтарлықтай мөлшерінің бөлінуінен туындайды;

- ядролық - ауыр ядролардың радиоактивті ыдырауы немесе жеңіл ядролардың қосылуы нәтижесінде энергия бөлінеді. Энергияның бөлінуі бойынша ядролық жарылыс химиялық жарылыстан ондаған-жүздеген миллион есе асып түседі;

- механикалық – жылу энергиясына ауысу кезінде пайда болады

жоғары жылдамдықпен қозғалатын денелердің кинетикалық энергиясы. Бөлім

Дененің заты, бетінің қызуына байланысты, жарылғыш кеңеюге қабілетті, қатты қызған газға айналады. Метеориттің соғуы механикалық жарылыстың мысалы болып табылады;

- электрлік – қысқа уақыт ішінде өткізгіш арқылы ұшқын разряды немесе үлкен ток өткенде пайда болады;

- лазер – заттың микрокөлемінде лазерлік сәулелену энергиясының үлкен мөлшерінің шоғырлануы оның лезде қызып, жарылғыш кеңеюіне әкеледі;

- физикалық - сығылған заттардың потенциалдық энергиясының олардың қозғалысының кинетикалық энергиясына кенет ауысуынан туындайды. Сығылған газ баллондарының жарылыстарының сипаттамасы.

Жарылыс реакциясының жылдамдығына байланысты

ажырату:

- детонациялық жарылыс - жарылғыш заттың іргелес қабаттарының жануы соққы толқынымен қысу және қыздыру нәтижесінде пайда болады. Соққы толқыны мен химиялық реакция аймағы тұрақты дыбыстан жоғары жылдамдықпен (υv > 340 м/с) бір-бірінің артында ажырамастай қозғалады;

- дефлаграциялық жарылыс - жарылғыш заттардың келесі қабаттарының қызуы және тұтануы диффузия мен жылу алмасу нәтижесінде пайда болады, ал соққы толқыны фронты мен жалын фронты дыбыстан төмен жылдамдықпен қозғалады (vv < 340 м/с).

Жарылыстың пайда болу механизмдері де түбегейлі ерекшеленеді.

Термиялық жарылыс кезінде заттағы жылулық тепе-теңдік бұзылады — жылу генерациясы жылу беруден айтарлықтай асып түседі. Бұл реакция жылдамдығының көшкін тәрізді жоғарылауына және жарылыс сәтіне дейін температураның жоғарылауына әкеледі.

Соққы кезіндегі жарылыс жергілікті микроскопиялық қыздырудың пайда болуынан туындайды, жану микрофокустарының дамуына әкеледі, одан жану процесі бүкіл жүйеге таралады. Ал ашық жерде болса ауада баяу жану жиі орын алады, бірақ жабық көлемде қысымның жоғарылауы орын алады, бұл жанудың жарылысқа өтуінің негізгі факторы болып табылады.

Жарылыс түрінде жүру үшін химиялық реакция келесі өзара байланысты төрт талапты қанағаттандыруы керек:

1. Жарылғыш заттың жарылыс өнімдеріне экзотермиялық айналуы соңғы өнімдегі атомдар арасындағы байланыстардың беріктігі бастапқы затқа қарағанда жоғары болатын заттарға тән. Құрамында NO2 тобы бар ең көп таралған жарылғыш заттар, негізгі жылу бөлінуі құрамындағы оттегінің С және Н тотығуына байланысты.

осы нитро тобында;

2. Газ тәрізді жарылыс өнімдерінің түзілуі – жарылғыш зат конденсацияланған немесе газ тәрізді күйден міндетті түрде газ күйіне өтеді. Газ тәріздес өнімдер өздерінің кеңеюі кезінде жарылыстың потенциалдық энергиясын қоршаған ортаға тасымалдайтын энергия тасымалдаушылары ретінде әрекет етеді. Жылу өткізгіштікке байланысты химиялық реакцияның энергияны беру жылдамдығы айтарлықтай төмен, сондықтан жарылыстың дамуын қамтамасыз ете алмайды.

3. Өздігінен таралу қабілеті жылдамдықпен анықталады

жарылыс реакциялары. Жылудың қарқынды бөлінуі қысымның күрт секіруінің пайда болуына әкеледі, нәтижесінде соққы толқыны фронты пайда болады.

4. Реакцияның таралу жылдамдығының жоғарылығы, әкелетін заттың түрлену процесінде толқындық әсерлердің маңызды рөлі.

Шығу табиғаты бойынша барлық жарылыстарды бөлуге болады:

- табиғи – метеориттердің құлауы, жанартаулардың атқылауы немесе найзағай соғуы сияқты табиғи құбылыстардың нәтижесінде;

- қасақана – белгілі бір мақсаттар үшін адам жүзеге асырады. Оларға жарылғыш заттардың жарылыстары, ғылыми-өндірістік жарылыстар, іштен жанатын қозғалтқыш цилиндрлеріндегі процестер;

- кездейсоқ - авариялық жарылыстар, физикалық жарылыстар, конденсацияланған күйдегі жарылғыш заттардың жарылуы, шаң суспензияларының жарылыстары.

Ең көп таралған және зерттелген физикалық жарылыстар, мақсатты және кездейсоқ.