Вибух

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Вибух — надзвичайно швидке перетворення речовини, яке супроводжується миттєвим виділенням великої енергії в невеликому об'ємі. Суттєвою ознакою вибуху є різке збільшення тиску, яке викликає у навколишньому середовищі ударну хвилю.

Види вибухів[ред.ред. код]

Вибухи класифікують за походженням виділеної енергії на:

Хімічні вибухи[ред.ред. код]

Імітація вибухів бомб (бензин)

Хімічним вибухом називають надзвичайно швидке хімічне перетворення речовини (системи речовин), що саморозповсюджується і протікає з виділенням великої кількості теплоти і утворенням газоподібних продуктів. З цього визначення витікають чотири основні умови, якими повинна задовольняти хімічна реакція для того щоб вона могла протікати у формі вибуху, а саме:

  • екзотермічність
  • утворення газів або пари
  • велика швидкість
  • здатність до саморозповсюдження

До хімічних вибухів відносяться вибухи вибухових речовин, горючих газів, вугільного або іншого органічного пилу.

Хімічний вибух відрізняється від горіння тим, що процес виділення енергії йде з утворенням сильної ударної хвилі. При вибуху згорання вибухової речовини повинне мати детонаційний характер, тобто залучення нових порцій вибухової речовини до хімічної реакції відбувається на фронті ударної хвилі (а не шляхом теплопровідності і дифузії як при повільному горінні). З цієї умови з необхідністю витікає, що при хімічному вибуху, що супроводжується окислювально-відновною реакцією (згоранням), речовина, що згорає, і окислювач повинні бути перемішані, інакше швидкість реакції буде обмежена швидкістю процесу доставки окислювача, а цей процес як правило має дифузійний характер. Наприклад, природний газ поволі горить в пальниках домашніх кухонних плит, оскільки кисень поволі потрапляє в область горіння шляхом дифузії. Проте, якщо перемішати газ з повітрям, він вибухне від невеликої іскри.

Фізичні вибухи[ред.ред. код]

Виверження вулкану Св. Олени (Mount St. Helens)

При фізичних вибухах відбуваються тільки фізичні перетворення без зміни хімічного складу речовин (вибухи парових котлів, балонів із зрідженим газом, електричні вибухи). Фізичні вибухи звичайно є наслідком фазового переходу речовини або надшвидкої дезінтеграції.

Спостерігати електромагнітний вибух можна при пропусканні через тонку проволоку електричного розряду із конденсатора, що супроводжується миттєвим плавлінням металу. До електромагнітного вибуху можна віднести також вибух поверхневого шару речовини при нагріванні лазером.

У природі фізичні вибухи спостерігаються при виверженнях вулканів, що фактично є вибухом посудини під внутрішнім тиском.

Окремо можна виділити кінетичні вибухи, що є наслідком зіткнення тіл, що рухаються із великою швидкістю, та (або) мають велику масу. Яскравий приклад кінетичних вибухів - зіткнення метеоритів (комет, астероїдів тощо) із поверхнею планети або іншим небесним тілом.

Енергія кінетичного вибуху пропорційна масі і квадрату швидкості зіткнення тіл. Наприклад, зіткнення метеориту масою 1 кг із поверхнею Землі на швидкості 60 км/с еквівалентно вибуху 400 кг тротилу.

Найпотужний із кінетичних вибухів, що спостерігала людина, відбувся у 1994 році, коли із Юпітером зіткнулась комета Шумейкерів-Леві. З 16 по 22 липня 1994 року на Юпітер впало 25 великих уламків розміром в декілька кілометрів із швидкістю близько 60 км/с. Розмір області впливу вибухів сягав тисяч кілометрів; сліди від ударів були помітні декілька тижнів. Енергія вибухів — близько 1022 Дж або декілька мільонів мегатон.

Енерговиділення Тунгуського метеориту оцінюється в 10 Мт.

Ядерні вибухи[ред.ред. код]

Докладніше: Ядерний вибух

При ядерних вибухах відбуваються ланцюгові реакції ділення або синтезу ядер з утворенням нових елементів.

Енергія ядерних вибухів — від кілотонн до десятків мегатонн тротилового еквіваленту.

Фактично надпотужними ядерними вибухами є вибухи наднових зірок.

Вибухобезпека у виробництві[ред.ред. код]

Пожежовибухонебезпечність виробництв визначається агрегатним станом речовин та матеріалів та їх показниками пожежовибухонебезпечності.

Показники пожежовибухонебезпечності:

Використання вибухів[ред.ред. код]

Традицйіна область використання енергії вибуху — розробка родовищ корисних копалин, підземне будівництво, військова справа. Вибухи використовують при зносі споруд, для модифікації рельєфу.

Розвиваються також складніші технології, наприклад зварювання і обробка матеріалів вибухом. Таке зварювання дозволяє з'єднувати матеріали, які не зварюються іншими способами, наприклад титан і сталь.

Для гасіння пожеж на нафтових або газових свердловинах використовується вибух кільцевого заряду, який охоплює свердловину.

В американській фірмі «Дюпон» (Du Pont de Nemours) і в Інституті фізичної фізики РАН розроблено способи виробництва технічних алмазів із графіту з використанням вибухів.

Див. також[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]

  • Баум Ф. А., Станюкович К. П. и Шехтер Б. И. Физика взрыва. - М., 1959
  • Матвейчук В. В. Взрывное дело. Внимание, взрыв. - М.: Академический проект, 2005. - 512 с.
  • Greiner N. Roy, Phillips D. S., Johnson J. D., Volk F. Diamonds in Detonation Soot // Nature. 1988. Vol. 333. P. 440—442.
  • Фортов В. Е., Гнедин Ю. Н., Иванов С. В и др. Столкновение кометы Шумейкеров-Леви-9 с Юпитером: Что мы увидели // Успехи физ. наук, 1996. - Т. 166, № 4. - С. 391—422.
  • Мала гірнича енциклопедія. В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Донбас, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.