6 Коллоквиум

4 Термохимия взрывчатых веществ

Термохимия – это наука о теплотах химических реакции. С помощью термохимии можно не только определить тепловые эффекты химических реакций, но и установить механизм этих реакций. Эту отрасль науки основал французский ученый XIX в. Морлен Бертло. Им был разработан прибор для определения теплот химических превращений – калориметрическая бомба. Исследования Бертло открыли возможность научного определения, предсказания и расчета силы любого даже еще не созданного вещества и осветили путь к их дальнейшему улучшению.

Механическую работу взрыва производят расширяющие газообразные продукты взрывного превращения, нагретые до высокой температуры за счет теплоты, выделившейся при этом превращение. Величина теплоты взрыва и объем газообразных продуктов позволяет оценить возможное фугасное и бризантное действие.

4.1 Теплота взрыва

4.1.1 Определения

Теплотой взрыва называют количество тепловой энергии, выделяющейся при взрывчатом превращение (горении или детонации определенной массы ВВ (1 кг)).

Теплотой сгорания вещества называют то количество теплоты, которое выделяется при полном сгорании 1 моля или 1 кг вещества в атмосфере кислорода

Теплотой образования химического соединения называют количество энергии, которое выделяется или поглощается при реакции образования из простых веществ 1 моля или 1 кг этого соединения.

4.1.2 Расчет теплоты взрыва

Теплоту взрыва рассчитывают на основе закона Гесса. Это закон гласит, что тепловой эффект химического превращения системы зависит только от начального и конечного состояния и не зависит от промежуточных состояний, то есть от пути перехода.

В применении к термохимии ВВ мы можем закон Гесса в виде соотношения:

(4.1)

Индексы 1,2,3 обозначаю соответственно три соединения - начальное (1), промежуточное (2) и конечное (3). – теплоты выделяющиеся или поглощающиеся при переходе из одного состоя ния в другое.

Для расчета теплоты взрыва исходными данными служат теплота образования ВВ и уравнение взрыва.

Примем обозначение в уравнении (4.1):

- состояние 1 – элементы в стандартных условиях,

- состояние 2 – ВВ при стандартных условиях,

- состояние 3 – продукты взрыва при стандартных условиях.

Тогда – теплота образования ВВ из элементов,

– теплота взрыва,

– теплота образования продуктов взрыва из элементов.

4.1.3 Определение теплоты образования вв из простых

веществ по его теплоте сгорания

В качестве примера покажем, как определяется теплота образования тротила ( ).

Система, состоящая из простых веществ, может переидти в состояние соответствующее продуктам полного сгорания тротила двумя путям:

– тепловые эффекты соответствующих реакций.

определяют ……навеску ВВ в калориметрической бомбе в атмосфере кислорода. находят по калориметрическим таблицам теплот образования продуктов сгорания.

Следовательно, ,теплота образования ВВ равная разности между теплотой образования продуктов сгорания из простых веществ и теплотой сгорания ВВ.