Изворни код странице Eksplozivna toplota

Toplota eksplozije (specifična energija) ili toplota eksplozivne transformacije – količina toplote koja se oslobađa prilikom eksplozivne transformacije 1 mola ili {{convert|1|kg|lb}} [[eksploziv]]a je jedna od bitnih karakteristika eksploziva; ovo je jedan od termičkih efekata u teoriji eksploziva zajedno sa toplotom stvaranja i toplotom sagorevanja eksploziva. {{sfn|Станюкович, Баум, Шехтер|2013|page=82}}

Takođe, toplota eksplozije je opšti toplotni efekat hemijskih reakcija na frontu detonacionog talasa i reakcija koje se nastavljaju adijabatskim širenjem produkata eksplozije po završetku reakcija. {{sfn|Теория горения и взрыва|2010|page=156}}

Jedinice mere: kcal/kg, {{sfn|Теория горения и взрыва|2010|page=156}} kJ /kg, {{sfn|Теория горения и взрыва|2010|page=156, 163}} kcal/mol, {{sfn|Теория горения и взрыва|2010|page=156}} J/mol, {{sfn|Теория горения и взрыва|2010|page=156}} J/kg. {{sfn|Теория горения и взрыва|2010|page=156}}{{sfn|Архипов, Синогина|2007}}

U formulama, po pravilu, označenim sa ''{{math|Q<sub>в</sub>}}''{{sfn|Архипов, Синогина|2007}},''{{math|Q<sub>взр</sub>}}''{{sfn|Теория горения и взрыва|2010|page=156}}{{sfn|Дубнов, Бахаревич, Романов|1988|page=26}}

Toplota eksplozije se koristi za određivanje sposobnosti određenog eksploziva. {{sfn|Архипов, Синогина|2007}}

Takođe, toplota eksplozije je parametar koji se odnosi na bezbednost [[eksploziv]]a, kao i eksplozivnih preparata i goriva. <ref name="Explosivstoffe">Köhler, J.; Meyer, R.; Homburg, A. Explosivstoffe, Zehnte vollständig überarbeitete Auflage, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA, Weinheim (2008) {{ISBN|978-3-527-32009-7}}</ref> Odgovara količini toplote koja se oslobađa tokom eksplozivnog raspadanja supstance. Vrednost zavisi od [[Агрегатно стање|agregatnog stanja]] proizvoda raspadanja, zbog čega se vrednosti date za kalorimetrijska poređenja obično zasnivaju na tečnoj vodi.

Toplota eksplozije se teoretski može proceniti iz razlike u entalpijama formiranja proizvoda raspadanja i polaznih materijala prema Hesovoj teoremi toplote. <ref name="Explosivstoffe"/> Za smislenu uporedivost, primenjuju se jedinstveni pristupi zasnovani na početnom stanju [[eksploziv]]a u čvrstom ili tečnom obliku, kao i na produktima raspadanja ohlađenim do normalnih uslova. Procene mogu biti prilično složene zbog neophodnog razmatranja ravnoteže kao što je vodeni gas ili [[Boduarova ravnoteža]].

Eksperimentalno određivanje toplote eksplozije vrši se u kalorimetrijskoj bombi.

Toplota detonacije koja se ostvaruje tokom detonacije eksploziva može se razlikovati od toplote eksplozije.

== Proračun i određivanje toplote eksplozije ==

Toplota eksplozije određena je:

* eksperimentalno u kalorimetrijskim instalacijama;
* računskim metodama (teorijski). {{sfn|Теория горения и взрыва|2010|page=156}}{{sfn|Станюкович, Баум, Шехтер|2013|page=85—86}}{{sfn|Грабчак, Малышев, Комащенко, Федунец|1997|page=84}}

Indikatori toplote eksplozije, utvrđeni empirijski, trenutno dostižu tačnost od 0,1 %. {{sfn|Станюкович, Баум, Шехтер|2013|page=85—86}} Kao standardni uslovi koriste se temperature od {{convert|0|C|F}} i {{convert|18|C|F}}, pritisak 10 Pa. {{sfn|Грабчак, Малышев, Комащенко, Федунец|1997|page=84}}

Teorijski proračun toplote eksplozije je moguć ako postoje tačne informacije o sastavu produkata eksplozije, koji je, pak, određen i karakteristikama punjenja i svojstvima [[eksploziv]]a, kao i uslovima eksplozije. {{sfn|Теория горения и взрыва|2010|page=156}}{{sfn|Станюкович, Баум, Шехтер|2013|page=85—86}}{{sfn|Дубнов, Бахаревич, Романов|1988|page=29}} Metod proračuna se koristi u slučajevima kada je nemoguće sprovesti eksperiment ili su potrebni teorijski podaci za [[eksploziv]] koji još nije sintetizovan ili eksplozivni sistem. {{sfn|Станюкович, Баум, Шехтер|2013|page=85—86}}

Nastale numeričke vrednosti toplote eksplozije različitih supstanci uzimaju se kao nepromenjene za svaku od njih, a istovremeno na ove indikatore utiču i karakteristike punjenja i uslovi hlađenja, što dovodi do promene u toplotni efekat reakcije. {{sfn|Станюкович, Баум, Шехтер|2013|page=90}} Dakle, toplota eksplozije nije konstantna vrednost i varira u određenim granicama, na primer, za široko korišćene eksplozive – od 1000 do 1500 kcal/kg. {{sfn|Теория горения и взрыва|2010|page=156}}{{sfn|Станюкович, Баум, Шехтер|2013|page=94}}

=== Vrste teorijskih proračuna toplote eksplozije ===

Teorijski proračun toplote eksplozije se vrši prema opštim pravilima Malard - Le Chatelier ili Brinklei-Vilson eksplozivnih jednačina razlaganja, posebno za eksplozive sa malim negativnim, nultim ili pozitivnim balansom kiseonika. Za supstance sa negativnim balansom kiseonika, primena jednačina Mallard-Le Chatelier-a je neprihvatljiva, pošto rezultat ne odgovara eksperimentalno dobijenim indikatorima, pa se koristi Brinklei-Vilsonova jednačina, gde je rezultat konzistentniji sa eksperimentalnim toplotama, ali čak i u ovom slučaju, rezultati za [[TNT (eksploziv)|TNT]] su precenjeni. {{sfn|Апин, Велина, Лебедев|1962}}

;Zakon Gessa

Obično se za izračunavanje toplote eksplozije koristi [[Hesov zakon toplote|Hesov zakon]], zasnovan na prvom zakonu termodinamike, prema kome je ukupan toplotni efekat određen početnim i konačnim stanjem sistema, {sfn|Грабчак, Малышев, Комащенко, Федунец|1997|с=84}} tj. u odnosu na teoriju eksplozije, toplota eksplozije treba da bude razlika između toplote nastajanja produkata eksplozije i toplote stvaranja eksploziva: {{sfn|Теория горения и взрыва|2010|page=156}}{{sfn|Дубнов, Бахаревич, Романов|1988|page=26}}

* {{math|Q<sub>vzr</sub> {{=}} Σ<sub>qpv</sub> – q<sub>vv</sub>}},
gde je {{math|Q<sub>vzr</sub>}} toplota eksplozije, {{math|Σ<sub>qpv</sub>}} toplota stvaranja produkata eksplozije, {{math|q<sub>vv</sub>}} toplota nastanka eksploziva. {{sfn|Дубнов, Бахаревич, Романов|1988|page=26}}.

* {{math|Q<sub>vzr</sub> {{=}} Q<sub>2</sub> – Q<sub>1</sub>}},
gde je {{math|Q<sub>vzr</sub>}} toplota eksplozije, {{math|Q<sub>2</sub>}} toplota stvaranja produkata eksplozije, kcal/J; {{math|Q<sub>1</sub>}} je toplota formiranja eksploziva ili njegovih komponenti, kcal/J. {{sfn|Теория горения и взрыва|2010|page=156}}{{sfn|Грабчак, Малышев, Комащенко, Федунец|1997|page=84}}.

== Opšte informacije ==

Indikator toplote eksplozije u određenim granicama zavisi od debljine i materijala čaure u koju je postavljeno punjenje, a sa povećanjem gustine punjenja, vrednosti toplote eksplozije se linearno povećavaju. {{sfn|Апин, Велина, Лебедев|1962}}

Toplota eksplozije se deli na:

* toplota detonacije (ili niska toplota eksplozije) - minimalni prosečni indeks toplote koji određuje detonacioni režim, koji se oslobađa u detonacionom talasu i prenosi na njega u potpunosti; njegovo eksperimentalno određivanje je i dalje teško. Može da varira u zavisnosti od pritiska u talasu detonacije. {{sfn|Дубнов, Бахаревич, Романов|1988|page=29}}{{sfn|Апин, Велина, Лебедев|1962}}
* visokoeksplozivna toplota - toplota eksplozije u masivnoj čauri. Intermedijer između toplote detonacije i maksimalne toplote. Zavisi od gustine punjenja i debljine čaure; promene zavise od pritiska spoljašnje sredine i gasnodinamičkih uslova procesa ekspanzije produkata eksplozije. {{sfn|Дубнов, Бахаревич, Романов|1988|page=29}}{{sfn|Апин, Велина, Лебедев|1962}}
* maksimalna toplota - je konstanta eksploziva zbog činjenice da je određena isključivo sastavom eksploziva, bez obzira na početne i krajnje dimenzije stanja produkata eksplozije. Omogućava da se sagledaju granične mogućnosti eksploziva, ako je neophodan rezultat potpune konverzije hemijske energije u toplotnu. {{sfn|Дубнов, Бахаревич, Романов|1988|page=29}}{{sfn|Апин, Велина, Лебедев|1962}}

Za utvrđivanje visokoeksplozivne toplote eksploziva u praksi se koriste sledeće metode:

* metod olovne bombe;
* metod ekvivalentnih naknada;
* metoda balističkog klatna;
* metoda balističkog minobacača;
* određivanje visokoeksplozivne toplote po zapremini izbacivnog levka;
* merenje parametara vazdušnih udarnih talasa. {{sfn|Архипов, Синогина|2007}}

=== Primeri uticaja na indikatore toplote eksplozije ===

U slučajevima detonacije gustih punjenja eksploziva sa negativnim balansom kiseonika, koji se stavljaju u masivnu čauru, uočava se dodatna toplota bez povećanja brzine detonacije, pa se u eksploziji [[TNT (eksploziv)|TNT-a]] utiskuje u mesinganu školjku debljine 4 mm, oslobađa se 25% više energije (1080 cal/g) nego pri eksploziji [[TNT (eksploziv)|TNT]] naelektrisanja slične težine i gustine u slaboj staklastoj lčauri debljine 2 mm (840 cal/g). Isti efekat se primećuje kod [[Pikrinska kiselina|pikrinske kiseline]], [[tetril]]a, [[heksogen]]a. Istovremeno, povećanje toplote eksplozije usled zbijanja i čaure primećuje se samo kod [[eksploziv]]a sa negativnim balansom kiseonika, kod ostalih mešanih [[eksploziv]]a sa malim, nultim ili pozitivnim balansom kiseonika ([[PETN]], [[glicerol]]). {{sfn|Теория горения и взрыва|2010|page=156}}{{sfn|Апин, Велина, Лебедев|1962}}

Dodatno oslobađanje toplote eksplozije može zavisiti od sporog toka hemijskih reakcija generatorskog gasa, koje ne pojačavaju detonacioni talas. {{sfn|Теория горения и взрыва|2010|page=156}}{{sfn|Дубнов, Бахаревич, Романов|1988|page=26}}{{sfn|Апин, Велина, Лебедев|1962}}

Rast indeksa toplote eksplozije je olakšan povećanjem impulsa detonacionog talasa merenog za slobodna i ponderisana punjenja. {{sfn|Апин, Велина, Лебедев|1962}}

== Vidi još ==

* [[Eksploziv]]

== Reference ==
{{Reflist}}

{{Подножје|lat=da}}

[[Категорија:Експлозиви]]
[[Категорија:Хемијска физика]]
[[Категорија:Пиротехничке хемикалије]]