Trình bày khái niệm đặc điểm cơ bản của phản ứng nổ

Câu trả lời đúng nhất: Thuốc nổ là loại vật liệu mà có cấu tạo hóa học, hay năng lượng, không bền. Thông thường nó tạo ra sự bùng nổ của vật liệu và đi kèm với nhiệt lượng và sự thay đổi lớn về áp suất (điển hình còn có ánh sáng lóe lên, tiếng nổ lớn và có sóng xung kích) và hiện tượng trên được gọi là sự nổ.

Cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết hơn khái niệm, đặc điểm cơ bản của phản ứng nổ. Ví dụ về nổ vật lý và nổ hóa học nhé.

1. Phản ứng nổ là gì?

Phản ứng nổ là phản ứng xảy ra với tốc độ nhanh kèm theo sự tăng thể tích đột ngột và tỏa nhiệt lượng lớn.

Căn cứ vào tính chất nổ, chia thành 2 loại nổ chính: nổ lý học và nổ hóa học.

Nổ lý học: là nổ do áp suất trong một thể tích tăng lên quá cao thể tích đó không chịu được áp lực lớn nên bị nổ (như nổ xăm lốp xe khi bị bơm quá căng, nổ nồi hơi các thiết bị áp ực khác…)

Nổ hóa học: là hiện tượng cháy xảy ra với tốc độ nhanh làm hỗn hợp khí xung quanh giãn nở đột biến sinh công gây nổ.

2. Hóa học về nổ

Một vụ nổ ngoài 3 yếu tố cần có của sự cháy thì cần thêm 3 yếu tố khác được biết qua “LỤC GIÁC NỔ” (Hexagon Explosion) đó là:

Gas or Dust in suspension: Độ huyền phù (nổi lơ lửng) của các hạt bụi hoặc hơi gas

Concentration: Nồng độ của các hạt/hơi này

Explosive limits: Giới hạn nổ của các hạt/hơi này

Độ huyền phù là sự phân bố của các hạt/hơi lơ lửng trong không khí. Nồng độ là lượng bụi/hơi trong một không gian kín hoặc bị giới hạn.

Không gian hạn chế này cho phép tích tụ và gia tăng khả năng của vụ nổ.

Giới hạn nổ là nồng độ tối thiểu hoặc tối đa của hạt/hơi có thể xảy ra vụ nổ trong một không gian hạn chế nếu xuất hiện nguồn gây cháy.

Sau đây, chúng ta sẽ tìm hiểu 3 vụ nổ chính thường thấy trong cuộc sống là nổ hạt nhân, nổ hóa học và nổ lý học.

Nổ hạt nhân

Vụ nổ hạt nhân có thể được gây ra bởi phản ứng tổng hợp hoặc phản ứng phân hạch.

Trong phản ứng tổng hợp, hạt nhân của hai nguyên tử nhỏ kết hợp với nhau tạo thành một nguyên tử lớn hơn, đôi khi đi kèm với neutron.

Khối lượng của các sản phẩm của phản ứng nhỏ hơn khối lượng của các chất phản ứng và sự khác biệt về khối lượng đó được chuyển đổi thành năng lượng theo phương trình nổi tiếng của Einstein: E = mc 2 trong đó E là năng lượng được tạo ra, m là khối lượng chuyển thành năng lượng và c là tốc độ ánh sáng.

Tốc độ ánh sáng rất lớn và chỉ một lượng nhỏ khối lượng phải được chuyển đổi để dẫn đến một vụ nổ đáng kể.

Nổ hóa học

Vụ nổ hóa học có thể là phản ứng phân hủy hoặc kết hợp. Trong cả hai trường hợp, phản ứng tỏa nhiệt và năng lượng được giải phóng bởi phản ứng được chuyển đổi một phần để hoạt động.

Phản ứng phân hủy xảy ra trong các vật liệu như trinitrotoluene (TNT) và nitroglycerine. Các phân tử của các vật liệu này có chứa oxy. Khi phân tử bị phân hủy, các sản phẩm bị đốt cháy khí, được sản xuất ở nhiệt độ cao.

Thể tích của khí lớn hơn nhiều so với thể tích của chất nổ, tạo ra áp suất cao tại vùng phản ứng. Sự giãn nở nhanh chóng của các khí tạo thành sóng xung kích mang lại hiệu ứng nổ.

Nổ lý học

Vụ nổ lý học là những vụ nổ trong đó không xảy ra phản ứng hóa học hoặc hạt nhân.

Vụ nổ lý học có thể được sử dụng cho mục đích xây dựng, chẳng hạn như khai thác và xây dựng đường bộ; để giải trí, như bắn pháo hoa; hoặc cho mục đích phá hoại, như vũ khí quân sự và bom khủng bố.

3. Ví dụ về nổ hóa học và nổ lí học

Nổ hóa học

Có một trường hợp vụ nổ đặc biệt được gọi là vụ nổ đám mây hơi có thể xảy ra khi một loại nhiên liệu (như propan thông thường) được trộn lẫn với khí quyển.

Nếu đám mây bị đốt cháy, tốc độ cháy có thể đủ nhanh để tạo thành sóng xung kích. Mặc dù áp lực trong sóng xung kích có thể không cao lắm so với các vụ nổ khác, nhưng nó đủ mạnh để phá hủy hoặc phá hủy các công trình.

Trong vụ nổ đám mây hơi, kết quả được gọi là sự lệch hướng nếu sóng xung kích di chuyển chậm hơn tốc độ âm thanh và phát nổ nếu sóng xung kích di chuyển nhanh hơn tốc độ âm thanh.

Vụ nổ có sức tàn phá mạnh hơn sự xì hơi vì sóng xung kích mạnh hơn.

Nổ lý học

Ví dụ thường gặp nhất là vỡ một tàu có nhiên liệu, khí hoặc lỏng, tồn tại dưới áp suất cao.

Nếu tàu chứa vỡ, nhiên liệu của nó được tự do mở rộng và sóng xung kích được hình thành. Ngay cả một lốp xe ô tô thông thường cũng có thể phát nổ nếu nó bị tràn quá mức.

Chất lỏng có nhiệt độ sôi bình thường dưới nhiệt độ môi trường đôi khi được lưu trữ (dưới áp suất hơi của chính chúng) ở áp suất cao hơn áp suất khí quyển.

Nếu bể chứa chất lỏng vỡ, một phần chất lỏng bốc hơi cực nhanh và nở ra, tạo thành sóng xung kích. Quá trình này được gọi là vụ nổ hơi mở rộng chất lỏng sôi (BLEVE) và kết quả vụ nổ có thể rất tàn phá.

4. Các nguyên nhân gây ra cháy, nổ phổ biến nhất hiện nay

Cháy do nhiệt độ cao đủ sức đốt cháy một số chất như que diêm, dăm bào, gỗ (750800), khi hàn hơi, hàn điện, …

Nguyên nhân tự bốc cháy: gỗ thông 250, giấy 184, vải sợi hoá học 180,

Cháy do tác dụng của hoá chất, do phản ứng hóa học: một vài chất nào đó khi tác dụng với nhau sẽ gây ra hiện tượng cháy.

Cháy do điện: khi chất cách điện bị hư hỏng, do quá tải hay ngắn mạch chập điện, dòng điện tăng cao gây nóng dây dẫn, do hồ quang điện sinh ra khi đóng cầu dao điện, khi cháy cầu chì, chạm mach, …

Cháy do ma sát tĩnh điện của các vật thể chất cháy với nhau, như ma sát mài, …

Cháy do tia bức xạ: tia nắng mặt trời khi tiếp xúc với những hỗn hợp cháy, nắng rọi qua những tấm thủy tinh lồi có thể hội tụ sức nóng tạo thành nguồn.

Cháy do sét đánh, tia lửa sét.

Cháy do áp suất thay đổi đột ngột: trường hợp này dễ gây nổ hơn gây cháy. Khi đổ nước nguội vào nước kim loại nóng chảy gây nổ; bởi vì khi nước nguội gặp nhiệt độ cao sẽ bốc hơi, tức khắc kéo theo tăng áp suất gây nổ. VD: Chất pH3 bình thường không gây nổ khi có oxy, nhưng khi hạ áp suất xuống lại gây ra nổ.

Cháy nổ. Trong công nghiệp hay dùng các thiết bị có nhiệt độ cao như lò đốt, lò nung, các đường ống dẫn khí cháy, các bể chứa nhiên liệu dễ cháy gặp lửa hay tia lửa điện có thể gây cháy, nổ.

Nổ lý học: là trường hợp nổ do áp suất trong một thể tích tăng cao mà vỏ bình chứa không chịu nổi áp suất nén đó nên bị nổ.

Nổ hoá học: là hiện tượng nổ do cháy cực nhanh gây ra (thuốc súng, bom, đạn, mìn, … ).

--------------------------------

Trên đây, Top lời giải đã cung cấp kiến thức chi tiết khái niệm, đặc điểm cơ bản của phản ứng nổ, ví dụ và nguyên nhân gây ra phản ứng nổ, hi vọng các bạn sẽ có được những thông tin hữu ích. Chúc các bạn học tập tốt.