爆炸物熱爆炸特性

爆炸物熱爆炸特性是指爆炸物在熱作用下發生爆炸的特性，但是有些則是自動催化熱爆炸和連鎖熱爆炸。熱爆炸理論是研究爆炸物在熱作用下發生爆炸變化的基礎理論。爆炸物受熱後分解反應的放熱速度大於周圍介質的散熱速度是爆炸物發生熱爆炸的必要條件。

基本介紹

• 中文名：爆炸物熱爆炸特性
• 環境：在熱作用下
• 條件：放熱速度大於散熱速度

簡介

概述

決定爆炸物熱爆炸特性的重要因素是：（1）爆炸物的活化能；（2）分解反應熱；（3）熱導率和比熱容；（4）有效的加熱面積；（5）爆炸物的質量。不少爆炸物（例如疊氮化鉛、梯恩梯和硝化甘油等）在熱作用下發生爆炸的機理是自動催化熱爆炸。自動催化反應中反應速度則隨著某一反應產物濃度的增大而增加。有些爆炸物在熱作用下發生連鎖反應，可能是由於連鎖自加速而導致爆炸的。

連鎖反應理論與支鏈爆炸

物質分子間發生化學反應，首要條件是相互碰撞。在標準狀態下，單位時間、單位體積內氣體分子相互碰撞約10²⁸次。但相互碰撞的分子不一定發生反應，而只有少數具有一定能量的分子相互碰撞才會發生反應，這種分子稱為活化分子。一個活化分子（基）只能與一個分子起反應，但在氯化氫的反應中，引入一個光子就能生成十萬個氯化氫分子，這就是由於連鎖反應的結果。根據連鎖反應理論，氣態分子間的作用，不是兩個分子直接作用得出最後產物，而是活性分子自由基與另一分子起作用，作用結果產生新基，新基又迅速參與反應，如此延續下去而形成一系列的連鎖反應。連鎖反應通常分為直鏈反應與支鏈反應兩種。在支鏈反應中，一個活性粒子（自由基）能生成一個以上的活性粒子中心。任何連鎖反應都由3個階段構成，即鏈的引發、鏈的傳遞（包括支化）和鏈的終止。鏈的起始需要有外來能源的激發，使分子鍵破壞，生成第一個基鏈的傳遞，即基與分子反應在連鎖發展過程中所生成的中間產物" 自由基，稱為連鎖載體或作用中心。鏈的終止，就是引向自由基消失的反應。

熱爆炸

當某一燃燒反應在一定空間內進行，如散熱困難，反應溫度則不斷提高，而溫度提高又加快了反應速度，這樣最後就發展成爆炸。這種爆炸是由於熱效應而引起的，稱為熱爆炸。故反應時的熱效應是斷定物質能否爆炸的一個重要條件。但有些混合物在較低溫度下爆炸時，反應熱卻很小；而有些反應的反應熱雖然很高，但其混合物不僅不爆炸，而且在無催化劑的作用下也不反應；還有些爆炸性混合物可通過加入少量正負催化劑而加速或抑制爆炸的發生。這種爆炸就不能用熱爆炸理論來解釋，只有用化學動力學的觀點來說明，這就是前面提到的支鏈爆炸。

相關資料

熱爆炸理論基本思想

熱爆炸理論的基本思想是物理學上的能量守恆定律和熱力學第一定律。一個放熱系統的基本特徵是有熱量產生，因此放熱系統的能量守恆就是熱量的得失平衡，一般來說放熱反應的不穩定往往表現為熱量不能平衡。放熱反應在反應過程中不斷釋放熱量，提高溫度，同時與它周圍的環境發生熱量傳遞。由於熱量產生的速率和溫度的關係是強非線性的指數關係。即Arrhenius關係，而熱量損失的速率和溫度之間呈線性或接近線性的關係如Newton冷卻定律，若所產生的熱量不能夠全部從系統中傳遞出去，就會出現熱量的積累，使系統的溫度上升，這稱為熱失衡。熱失衡的結果是熱量產生的速率隨著溫度的升高呈指數增加，從而釋放出更多的熱量，使熱失衡加重。如此循環，整個系統就好比自己加熱自己，因此這個過程又稱作自熱過程，相應的系統叫自熱系統。如果自熱過程不加控制，就會使系統的溫度達到很高的狀態，一旦滿足點火條件，系統就會出現點火(在某些場合下則導致起燃或起爆)，導致熱爆炸，顯然該過程具有自發性質和熱性質。

套用

一個正在進行放熱化學反應的系統是放熱系統。而熱爆炸理論涉及到的主要研究對象是放熱化學反應及各种放熱反應系統，由於含雜質的硝酸銨水溶液影響了硝酸銨的穩定性，可能引起熱爆炸，因此將含雜質的硝酸銨水溶液體系看作是均溫非穩定體系，可利用熱爆炸理論對其熱爆炸的臨界爆炸溫度和爆炸延滯期進行研究。熱爆炸非穩定理論主要研究的兩個問題是：①放熱系統到達穩定態以前溫度與時間的關係；②爆炸系統到達爆炸前的歷程。