2. 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.

Количество тепловой энергии Q, выделившейся при взрыве одного килограмма ВВ в изохорном процессе называется теплотой взрыва или удельной энергией ВВ.

Теплота взрыва может определяться экспериментально (в калориметрической бомбе) или теоретически.

В основу определения теплоты взрыва расчетным путем положен термохимический закон Гесса, который формулируется:

тепловой эффект реакции не зависит от ее пути, а зависит только от начального и конечного состояния системы.

Закон Гесса можно проиллюстрировать схемой, называемой треугольником Гесса (рисунок 2.1).

2

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	18	241,58	Нитроглицерин С3H5(ONO2)3	227	343,3
H2O (жидкая)	18	283,44	Гексоген С3H6N6O6	222	-87,9
CO2	44	395,65	Тротил C6H2(NO2)3CH3	227	45,4
CО	28	110,53	Тетрил C7H2(NO2)4	287	-38,9
HN3 (газообразный	17	44,4	Пикриновая кислота C6H2(NO2)3OH	229	224
NO	30	-90,4	ТЭН С5H8(NO3)4	316	515
NO2	46	-17,2	Аммиачная селитра NH4NO3	80	365,5
Al2O3	101,9	1641,2	Азид свинца PbN6	291,3	-44,8
O2	32	0
N2	28	0
H2	2,0	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