El calor de explosión ( energía específica [1] ) o el calor de transformación explosiva [2] - la cantidad de calor liberada durante la transformación explosiva de 1 mol o 1 kg de explosivo es una de las características esenciales de un explosivo [3] ; este es uno de los efectos térmicos en la teoría de explosivos junto con el calor de formación y el calor de combustión de los explosivos [4] .
Además, el calor de la explosión es el efecto térmico general de las reacciones químicas en el frente de la onda de detonación y las reacciones que continúan con la expansión adiabática de los productos de la explosión al completarse las reacciones [3] .
Unidades de medida: kcal/kg [3] , kJ /kg [5] , kcal/mol [3] , J/mol [3] , J/kg [3] [6] .
En fórmulas, por regla general, denotadas por Q en [6] , Q vzr [3] [7] .
El calor de la explosión se utiliza para determinar la capacidad de un explosivo en particular [6] .
El calor de una explosión está determinado por:
Los indicadores del calor de la explosión, determinados empíricamente, alcanzan actualmente una precisión del 0,1% [8] . Se utilizan como condiciones estándar temperaturas de 0° y 18°С, presión 10 Pa [9] .
Un cálculo teórico del calor de una explosión es posible si hay información precisa sobre la composición de los productos de la explosión, que, a su vez, está determinada tanto por las características de la carga y las propiedades del explosivo, como por las condiciones. de explosión [3] [8] [10] . El método de cálculo se utiliza en los casos en que es imposible realizar un experimento o se necesitan datos teóricos para un explosivo que aún no ha sido sintetizado o un sistema explosivo [8] .
Los valores numéricos que ocurren de los calores de explosión de varias sustancias se toman como sin cambios para cada uno de ellos, al mismo tiempo, estos indicadores se ven afectados tanto por la característica de la carga como por las condiciones de enfriamiento , lo que conduce a un cambio en el efecto térmico de la reacción [11] . Por lo tanto, el calor de explosión no es un valor constante y varía dentro de ciertos límites, por ejemplo, para explosivos ampliamente utilizados, de 1000 a 1500 kcal / kg [3] [12] .
El cálculo teórico del calor de explosión se realiza de acuerdo con las reglas generales de las ecuaciones de descomposición explosiva de Mallard - Le Chatelier o Brinkley-Wilson, especialmente para explosivos con un pequeño balance de oxígeno negativo, cero o positivo. Para sustancias con balance de oxígeno negativo, la aplicación de las ecuaciones de Mallard-Le Chatelier es inaceptable, ya que el resultado no corresponde a los indicadores obtenidos experimentalmente, por lo que se utiliza la ecuación de Brinkley-Wilson, donde el resultado es más consistente con los calores experimentales. , pero incluso en este caso, los resultados para TNT están sobreestimados [13 ] .
ley de HessHabitualmente, para calcular el calor de una explosión se utiliza la ley de Hess , basada en la primera ley de la termodinámica , según la cual el efecto térmico total está determinado por el estado inicial y final del sistema [9] , es decir, en relación con la teoría de la explosión, el calor de la explosión debe ser la diferencia entre el calor de formación de los productos de la explosión y el calor de formación del explosivo [3] [7] :
donde Q vzr es el calor de explosión, Σ qpv es el calor de formación de los productos de explosión, q vv es el calor de formación de explosivos [7] .
donde Q vzr es el calor de la explosión, Q 2 es el calor de formación de los productos de la explosión, kcal/J; Q 1 es el calor de formación del explosivo o de sus componentes, kcal/J [3] [9] .
El indicador del calor de la explosión dentro de ciertos límites depende del grosor y material de la carcasa donde se coloca la carga, y con un aumento en la densidad de carga, los valores del calor de la explosión aumentan de forma lineal . ley [13] .
El calor de la explosión se divide en:
Para establecer el calor altamente explosivo de un explosivo, en la práctica se utilizan los siguientes métodos:
En los casos de detonación de cargas densas de explosivos con balance de oxígeno negativo , que se colocan en un caparazón macizo, se observa calor adicional sin aumento en la velocidad de detonación , por lo que, en la explosión de TNT, presionado en un caparazón de latón de 4 mm de espesor , se libera un 25% más de energía (1080 cal/g) que en la explosión de una carga de TNT similar en peso y densidad en una débil capa vítrea de 2 mm de espesor (840 cal/g). El mismo efecto se observa en ácido pícrico , tetrina , hexógeno . Al mismo tiempo, un aumento en el calor de explosión debido a la compactación y una cáscara se observa solo en explosivos con un balance de oxígeno negativo, en otros explosivos mixtos con un balance de oxígeno pequeño, cero o positivo ( PETN , glicerol ) este efecto es no observado [3] [13] .
La liberación adicional de calor de explosión puede depender del flujo lento de las reacciones químicas del gas del generador , que no mejoran la onda de detonación [3] [7] [13] .
El crecimiento del índice de calor de explosión es facilitado por el incremento del impulso de onda de detonación medido para cargas libres y ponderadas [13] .