在人們的日常生活、生產實踐和科學試驗中往往會遇到爆炸現象。爆炸時,伴隨有強烈的發光、聲響和破壞效應。爆炸是物質系統的一種極迅速的物理或化學變化,在變化的瞬間放出其含有的能量,借助爆炸物原有的氣體或爆炸生成的氣體迅速膨脹,并對周圍介質做功,使之發生機械破壞作用。
一、爆炸引起爆炸的原因不同,可將爆炸分為物理爆炸、化學爆炸和核爆炸三類。
(1)物理爆炸。是指由物理原因引起的爆炸,爆炸過程中不發生化學變化。如鍋爐爆炸、氧氣瓶爆炸等,在生產過程中物理爆炸的應用很少。
(2)化學爆炸。是由爆炸物在極短的時間內發生化學變化而引起的爆炸。如常用炸藥的爆炸,煤礦井下瓦斯或煤塵與空氣混合物以及其他混合氣體的爆炸等到都屬于化學爆炸。
(3)核爆炸。是由核裂變或核聚變引起的爆炸,爆炸過程中放出的能量極大,爆炸中心的溫度極高,達到幾百萬至幾千萬度,壓力可達到幾十萬個MPa,并輻射出很強的各種射線,其破壞性也極強。目前,核爆炸的應用范圍仍十分有限。
二、炸藥的化學變化形式
炸藥是在一定條件下,能夠發生快速化學反應、放出能量、生成氣體產物,顯示爆炸效應的化合物或混合物。炸藥的爆炸通常是從局部分子被活化、分解開始的,其反應應放出的熱量又使周圍的炸藥分子活化、分解,直至全部炸藥分子反應完畢。當炸藥發生極速的化學變化時,氣體產物不能得到擴散而導致溫度和壓力急劇升高,其后產物膨脹,將能量傳遞給周圍介質而做功,便形成爆炸。但爆炸并不是炸藥惟一的化學變化形式。由于環境和引起化學變化的條件不同,炸藥可能有四種不同形式的化學變化,即緩慢分解、燃燒、爆炸和爆轟。這四種化學變化的速度不同,生成的產物和熱效應也不同。
(1)熱分解。炸藥在一定的溫度時會發生熱分解,而且溫度越高,分解越快。這種分解是在整個炸藥內全面發生的,炸藥內各點的溫度相同,分解時既右以吸收熱量,也可以放出熱量,決定于炸藥的類型和環境溫度。但是,當溫度較高時,所有炸藥的分解反應都伴隨有熱量放出。
(2)燃燒。有些炸藥在熱源的作用下可以被點燃。因溫度、壓力環境的不同可進行緩慢的(每秒數毫米)或速燃甚至爆燃(每秒數米至數百米),炸藥在密閉空間中燃燒時可能變為爆炸。根據炸藥的燃燒特性,可將將炸藥分為三大類:起爆藥、猛炸藥和火藥。起爆藥一旦燃燒,化學反應極快,燃燒速度增長很快,而且燃燒不穩定,極易轉變為爆炸;猛炸藥一般能夠穩定燃燒;燃燒穩定性最好的是火藥,穩定燃燒的壓力可從1000個大氣壓到10000個大氣壓,壓車增高時也可轉變為爆炸。
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