Люди какой профессии используют химическую энергию выделяющуюся во время взрыва

Опубликовано: 02.10.2024

Если ты считаешь, что химия — это магия вне Хогвартса, с удовольствием строишь цепочки превращения веществ и тебя не пугают схемы органических веществ, задумайся о профессии, связанной с этой естественнонаучной дисциплиной. Адукар подобрал для тебя 13 вариантов из разных профессиональных сфер.

Наука

В этой сфере ты будешь заниматься теоретической химией, проводить исследования и делать открытия. Это может показаться не очень весёлым. Но для тех людей, которые любят и умеют анализировать, находить нестандартные решения и являются до крайней степени целеустремлёнными, это направление подойдёт как нельзя лучше.

Химик-исследователь

Опираясь на теорию, химик-исследователь находит новые применения различным веществам, а также старается при помощи комбинации различных свойств веществ составить новые виды материалов. Этот специалист востребован на химических, нефтеперерабатывающих, фармацевтических предприятиях. Плюс ко всему может работать в исследовательских институтах.

Лаборант химического анализа

Если ты выберешь эту профессию, то будешь работать в лаборатории и проводить анализ различных химических веществ. Такие лаборатории есть на любых предприятиях, которые занимаются сельским хозяйством, производством тканей, косметики, лекарств. Лаборанты химического анализа тестируют продукт и определяют, соответствует ли он первоначальной задумке, безопасен ли Специалист этого направления также нужен в сфере криминалистики.

Биохимик

Эта специальность находится на границе химии и биологии. Биохимики в лабораториях изучают химические процессы, которые происходят в живых организмах. С помощью этих знаний другие специалисты (биотехнологи) совершенствуют процесс производства лекарств, косметики, химических средств Именно в этой области науки в последние десять лет были сделаны громкие открытия: генная инженерия, генетика, агрохимия и другое.

Ниже приведём примеры более практикоориентированных профессий, которые связаны с химией. Эта группа специальностей подойдёт людям, которым важно видеть результат своей работы, нравится придумывать новые продукты на основе исследований учёных, совершенствовать уже созданное и налаживать процесс производства.

Химик-технолог и биотехнолог

Используя знания из области химии и понимая процессы, которые происходят в природе, химики-технологи перерабатывают сырьё и создают из него полезные для человека продукты. Это не только еда, косметика, лекарства, но и переработка полезных ископаемых. Биотехнологи могут работать в научно-исследовательских институтах и научно-практических центрах, на предприятиях микробиологической, фармацевтической, парфюмерно-косметической, пищевой промышленности. По роду деятельности химикам-технологам близки биофармохимики и биоинженеры.

Среди «химических» профессий есть и профессии будущего. Например, биоинформатик. Он занимается анализом медико-биологических данных с помощью алгоритмов и вычислений

Химик-эколог

Химическая экология изучает последствия воздействия на окружающую среду химических веществ и возможные пути уменьшения их отрицательного влияния. Экологи занимаются мониторингом проблемных зон, разрабатывают методы борьбы с загрязнением и проводят мероприятия по очищению окружающей среды. Также химики-экологи следят за качеством сырья, продуктов, воды и проводят аудит химического оборудования.

Медицина

Любой врач (начиная от терапевта, заканчивая нейрохирургом) должен отлично разбираться в химии. Если тебе нравится взаимодействовать с людьми, одна из медицинских специальностей может оказаться для тебя подходящей.

Химия — фундамент для изучения теоретических и клинических медицинских дисциплин. Любой врач должен отлично разбираться в химии, чтобы понимать процессы, которые происходят в организме человека и правильно назначать лечение. Знания из области химии больше остальных медиков важны для патологоанатомов, фармакологов, анастезиологов, врачам лабораторной диагностики, дерматологов, диетологов.

Провизор и фармацевт

Специалистам, которые изготавливают, реализуют и советуют лекарства, необходимо разбираться в химии препаратов и лекарств и как они действуют на организм. Провизору не нужно досконально вникать в технический процесс производства лекарств, а вот владеть знаниями по маркетингу и экономике обязательно. Провизоры работают в аптеках и научно-исследовательских институтах, на фармацевтических фабриках, аптечных складах и в аналитических лабораториях.

Педагогика

Если ты хочешь передавать свои знания и прививать школьникам и студентам любовь к химии, тебе дорога в преподаватели химии. Кроме химии тебе нужно будет разобраться в гуманитарных науках: педагогике и психологии. В педагогику можно попасть и через науку. Многие учёные посвящают часть своего времени преподаванию в университете более сложных разделов химии. Но в любом случае, педагогу нужно иметь железные нервы, терпение и обладать высоким уровнем эмпатии.

Химические специальности, которые есть в белорусских вузах, ты найдёшь в каталоге учебных заведений Адукар . Обязательно используй фильтр по специальностям. А химические факультеты изучай по ссылке . Если тебе нужно основательно подготовиться к ЦТ по химии, приходи в наш образовательный центр на курсы .

Спасибо, что дочитал до конца. Мы рады, что были полезны. Чтобы получить больше информации, посмотри ещё:

Говорят, крутые парни не смотрят на взрыв. Но как насчет крутости парней, которые предотвращают взрывы?

Саперам, даже в фильмах, не приходится щеголять в костюмах на заказ и уходить в закат под руку с красоткой, однако и в их работе хватает авантюризма, драмы и испытаний на прочность. В этом на собственной шкуре убедились ведущий проекта «Взрывное шоу» Тори Беллечи и его напарник Томми Пассеманте. Будучи большими поклонниками эффектных взрывов, они общаются с экспертами и узнают, как устроена реакция, за которой следует столь впечатляющая развязка. Своим опытом они поделятся на Discovery Channel с 25 августа. А с нами — уже сейчас.

Взрывоупорный дресс-код

Представь себе операционную (нет, мы не ошиблись, ты сейчас все поймешь). На столе в окружении проводов и трубочек лежит пациент, жизнь которого зависит от мастерства хирурга. Врач с ювелирной точностью выполняет операцию на участке диаметром в пару сантиметров. Одно неверное движение — и монитор жизненных показателей забьет тревогу. Возможно, последнюю в жизни пациента.

А теперь представь, что все это время хирург удерживает на себе несгибаемый защитный костюм весом до 40 кг. Теперь у тебя есть общее понимание того, через что приходится проходить саперу.

На самом деле, если отбросить излишнюю драматизацию, в физическом плане работа саперов не так тяжела. По крайней мере, в последнее время. На смену 40-килограммовым бронекостюмам приходят более легкие: всего 24 кг дополнительного веса — и можно не бояться взрыва ручной гранаты на расстоянии 20 метров. Конечно, цифры разнятся в зависимости от модели, которая используется в подразделении, но пока это самый щадящий вариант.

Основными материалами для изготовления защитного костюма служат кевлар и фиброармированный пластик. Самая надежная его часть — твердый бронежилет, защищающий жизненно важные органы в районе торса. Поскольку материал, из которого отливается бронежилет, не гнется, использовать его на других частях тела невозможно, поэтому они подвержены большей опасности. Спина сапера также остается без дополнительной защиты. Отчасти это связано с тем, что при работе со взрывным устройством нужно всегда держать его в поле зрения. Даже если сапер отходит от бомбы, он должен ее видеть.

Вместе с костюмом сапер надевает шлем с прозрачной защитной маской, оснащенный радиоакустической системой. Именно с ее помощью поддерживается связь с подразделением, в том числе принимаются и даются указания. А вот перчатки для саперов не предусмотрены: в их работе задействована мелкая моторика, поэтому ничто не должно сковывать движения рук.

Обычно костюм хорошо переносит и 40-градусный мороз, и палящие лучи солнца. А вот для сапера экстремальные температуры становятся еще одним испытанием. Если на холоде работать в костюме относительно комфортно (насколько это слово вообще здесь применимо), то на жаре спустя час-другой становится невыносимо. Сами саперы говорят, что во время операций иногда теряют по нескольку килограммов. К счастью, начали появляться модели со встроенной системой охлаждения, специально для работы в жарких зонах.

В костюме настолько тяжело двигаться, что человек без опыта вряд ли сможет самостоятельно его надеть, не говоря уже о том, чтобы обезвреживать бомбу.

Красный или синий?

Или все же зеленый? Время на исходе, обстановка накаляется, музыка все громче… Да, такие операции не проходят без эпичного саундтрека, потому что в основном встречаются только в кино. В реальности бомбы настолько элементарного строения — всего с двумя-тремя проводами — изготавливаются крайне редко.

Однако взрывчатку подобного типа можно сделать и с более сложной начинкой: разместить в ней несколько проводов, перерезание только одного из которых будет вести к обезвреживанию. Такая технология часто используется в ошейниках-бомбах, которые надеваются на заложников. Задача сапера — добраться до проводов, проанализировать электрическую цепь, найти источник питания и нейтрализовать его.

При этом, если бомба активируется с помощью электрического импульса, наверняка определить, когда ее приведут в действие, невозможно: вместо таймера, который равнодушно отсчитывает твои полчаса на обезвреживание, есть лишь воля человека, управляющего взрывчаткой. Обратный отсчет используют во время учений, но, как убедился на своем опыте Тори Беллечи во время съемок «Взрывного шоу», работа от этого не сильно упрощается. Только для того, чтобы разрезать пластиковый каркас ошейника, требуется немалая сноровка и железные нервы: действовать нужно быстро, но осторожно, чтобы не повредить провода.

Существуют три основных способа подрыва любой бомбы: с помощью детонатора, химической реакции и электрического импульса. Но чаще всего саперы имеют дело именно с последним. Он наиболее удобен, поскольку позволяет приводить устройство в действие дистанционно с любого прибора, излучающего радиоволны, — например, с мобильного телефона.

Бывали даже случаи, когда при изготовлении бомбы использовались радиоуправляемые игрушки. Если команде саперов удается установить, что работать предстоит именно с таким типом взрывчатки, в ход идут приборы, подавляющие радиосигналы. Сложность заключается в том, что, оказавшись в «глухой» зоне, сапер не сможет общаться с командой, ведь вся коммуникация осуществляется посредством радиосвязи.

Зато работа минера проходит гораздо спокойнее, некоторые даже отмечают присущий ей некий медитативный эффект. Большую часть времени сапер просто идет по дороге, водит металлодетектором и ждет сигнала. Когда мина обнаружена, необходимо извлечь ее из земли с помощью лопаток и щупов и только после этого обезвредить. Но сама нейтрализация взрывчатки происходит довольно редко: даже лучший сапер обычно не находит больше одной мины в неделю.

Для обезвреживания мин также могут использоваться тралы. Если раньше доступны были только массивные танки, то сейчас в ходу более компактные устройства, которые способны проходить по местам, куда их предшественники не могли протиснуться. Одна из таких машин — российский «Уран-6», ширина которого всего 1,46 метра, а высота чуть больше 2 метров. С «Ураном-6» могут использоваться различные тралы, что позволяет ему свободно передвигаться по всем типам грунта. Сапер, в свою очередь, управляет машиной на расстоянии до километра и следит за изображением, которое передается с камер, установленных на трале.

Недетские игрушки

Работа «на удаленке» вообще в ходу у саперов. Конечно, обезвреживать бомбу из дома, с чашкой кофе в одной руке и котом под боком возможности пока нет, но и рваться в самую гущу событий вовсе не обязательно. Часто всю грязную работу поручают роботам.

В России, например, широко используется робототехнический комплекс «Скорпион» — четырехколесная радиоуправляемая платформа, которая предназначена для снятия растяжек. Сапер с помощью пульта контролирует действия робота на расстоянии 5 километров, а тот поднимает лапки и, разогнавшись до 30 км/ч, срывает проволоку. Происходит взрыв, но приземистая конструкция «Скорпиона» защищает его от осколков, которые обычно летят наверх.

Робототехнический комплекс «Скарабей» еще больше напоминает радиоуправляемую машинку — только с камерами высокого разрешения, микрофоном, тепловизором и системой радиосвязи. Да и стоимость у него совсем не игрушечная, а как у самой настоящей иномарки. Его высота всего 15 сантиметров, поэтому он отлично справляется с ролью разведчика, исследуя территорию на наличие подозрительных предметов. В США схожим функционалом обладает iRobot 510 PackBot, способный распознать химическую, биологическую, радиационную и ядерную опасность, найти взрывчатые вещества и расчистить дорогу.

В самые труднодоступные места саперы забрасывают шарообразное устройство, названное без прикрас «Сферой». По размеру она чуть больше теннисного мяча и благодаря высокой прочности выдерживает многократные падения. Приземлившись, «Сфера» за счет встроенной системы позиционирования автоматически принимает вертикальное положение и передает саперу-оператору изображение через вмонтированные камеры.

Роботы-саперы выполняют и другие функции. К примеру, если подозрительный предмет обнаружен в машине, робот под управлением оператора может достать его из салона и перенести на открытую площадку, где и будет происходить разминирование. Кстати, эта задача тоже нередко поручается роботу. Обезвредить бомбу в прямом смысле этого слова он не сможет, зато поможет нейтрализовать ее с помощью… взрыва. Звучит, может, и абсурдно, но клин клином вышибают. Если быть точнее, мелкие частицы, летящие на скорости свыше 35 000 км/ч, разделяют компоненты бомбы прежде, чем успеет возникнуть цепная реакция, активирующая подрывной механизм. В качестве «бомбы-нейтрализатора» используется бутылка с водой, которую робот подвозит к взрывчатке. А сапер взрывает бутылку, управляя детонатором с безопасного расстояния.

В США подобную миссию могут доверить роботам серии Andros. Все модели оснащены «руками-клешнями», которые позволяют обхватить предмет почти любого размера. Последние разработки еще больше расширяют диапазон их возможностей: новые «руки» способны с высокой точностью выполнять действия, требующие аккуратности — например, расстегивать молнии, извлекать детонаторы и пользоваться ножницами.

Среди примеры химической энергии мы можем найти батареи, биомассу, нефть, природный газ или уголь. Это объясняет концепцию, согласно которой химическая энергия - это энергия, запасенная в химических продуктах, что делает ее энергией внутри атомов и молекул..

Большую часть времени считается энергией химических связей, но термин также включает энергию, запасенную в электронном расположении атомов и ионов..

Это форма потенциальной энергии, которая не будет наблюдаться, пока не произойдет реакция (Helmenstine, 2017).

Обычно, когда химическая энергия высвобождается из вещества, это вещество превращается в совершенно новое вещество.

20 выдающихся примеров химической энергии

1- Дерево

На протяжении тысячелетий древесина была источником энергии. Вокруг костра дрова горят, а когда дрова горят, химическая энергия, хранящаяся в связях молекул целлюлозы в древесине, выделяет тепло и свет (Chemical Energy Example, S.F.).

Во время промышленной революции паровые двигатели, как и поезда, использовали уголь в качестве источника энергии..

При сжигании угля выделяется тепло, которое использовалось для испарения воды и производства кинетической энергии при движении поршня..

Хотя паровые двигатели в настоящее время не используются, уголь по-прежнему используется в качестве источника энергии для выработки электроэнергии и тепла.

3- Бензин

Топливо, жидкое топливо, такое как нефть или газ, являются одними из наиболее экономически важных форм химической энергии для человеческой цивилизации..

Когда предоставляется источник возгорания, эти ископаемые виды топлива мгновенно преобразуются, высвобождая огромное количество энергии в процесс..

Эта энергия используется многими способами, особенно для транспортных целей.

Когда вы нажимаете на акселератор вашего автомобиля, газ в баке превращается в механическую энергию, которая ведет автомобиль вперед, а затем создает кинетическую энергию в форме движущегося автомобиля..

4- Природный газ

Когда пропан сжигается для приготовления пищи на гриле, химическая энергия, накопленная в связях молекул пропана, разрушается, и тепло выделяется для приготовления пищи..

Аналогичным образом природный газ, такой как метан, используется в качестве альтернативы бензину и дизельному топливу для повышения эффективности транспортных средств..

5- окислительно-восстановительный потенциал

Химические элементы обладают способностью давать или принимать электроны. При этом они остаются в состоянии большей или меньшей энергии в зависимости от элемента.

Когда один элемент передает электрон другому, различие между этими энергетическими состояниями называется окислительно-восстановительным потенциалом.

По соглашению, если разница положительная, то реакция происходит спонтанно (Jiaxu Wang, 2015).

6- Аккумуляторы и гальванические элементы

7- Биоэлектрическая энергия

Есть некоторые виды, такие как электрические угри (электрофорус электрический) или глубоководная рыба (melanocetus johnsonii) которые способны генерировать биоэлектричество извне.

Фактически, биоэлектричество присутствует во всех живых существах. Примером их являются мембранные потенциалы и нейрональные синапсы.

8- Фотосинтез

Во время фотосинтеза энергия солнечного света преобразуется в химическую энергию, которая накапливается в углеводных связях.

Впоследствии растения могут использовать энергию, накопленную в связях углеводных молекул, для их роста и восстановления..

9- Еда

Пища, которую едят люди, будь то растения или животные, является формой запасенной химической энергии, которую тела используют для движения и функционирования..

Когда пища готовится, часть энергии высвобождается из ее химических связей в результате применения тепловой энергии..

После того, как люди едят, процесс пищеварения преобразует химическую энергию в форму, которую их тела могут использовать (Барт, С.Ф.).

10- Клеточное дыхание

Во время клеточного дыхания наши тела берут молекулы глюкозы и разрушают связи, которые удерживают молекулы вместе.

Когда эти связи разрушаются, химическая энергия, запасенная в этих связях, высвобождается и используется для превращения молекул АТФ в форму, пригодную для нас..

Движение мышц является примером того, как организм использует химическую энергию для превращения ее в механическую или кинетическую..

При использовании энергии, содержащейся в АТФ, конформационные изменения происходят в белках скелетных мышц, заставляя их напрягаться или расслабляться, вызывая физические движения.

12- Химическое разложение

Когда живые существа умирают, энергия, содержащаяся в их химических связях, должна куда-то уходить. Бактерии и грибы используют эту энергию в реакциях брожения.

13- Водород и кислород

Водород является легким и легковоспламеняющимся газом. В сочетании с кислородом взрывно выделяет тепло.

Это стало причиной трагедии дирижабля Гинденбурга, так как эти машины были накачаны водородом. Сегодня эта реакция используется для продвижения ракет в космос.

14- Взрывы

Взрывы - это химические реакции, которые происходят очень быстро и выделяют много энергии. При взрыве взрывчатого вещества химическая энергия, запасенная во взрывчатом веществе, изменяется и переводится в звуковую энергию, кинетическую энергию и тепловую энергию..

Они наблюдаются в звуке, движении и тепле, которые создаются.

При нейтрализации кислоты основанием выделяется энергия. Это потому, что реакция экзотермическая.

16- Кислота в воде

Также при разбавлении кислоты в воде происходит экзотермическая реакция. При этом следует соблюдать особую осторожность, чтобы избежать разбрызгивания кислоты. Правильный способ разбавления кислоты - это всегда добавлять ее в воду, а не наоборот..

17- охлаждающий гель

Холодные контейнеры, используемые в спорте, являются примерами химической энергии. Когда внутренний мешок, заполненный водой, разбивается, он вступает в реакцию с гранулами нитрата аммония и создает новые химические связи во время реакции, поглощая энергию из окружающей среды..

В результате накопления химической энергии в новых связях температура холодного контейнера снижается.

18- гель термосумки

Эти полезные пакеты, которые используются для разогрева холодных рук или воспаленных мышц, содержат химические вещества.

Когда вы разбиваете пакет, чтобы использовать его, химические вещества активируются. Эти химические вещества смешиваются, и химическая энергия, которую они выделяют, создает тепло, которое нагревает упаковку..

19- Алюминий в соляной кислоте

В химической реакции в лаборатории: алюминиевую фольгу добавляют к раствору соляной кислоты.

Пробирка становится очень горячей, потому что во время реакции многие химические связи разрушаются, выделяя химическую энергию, вызывая повышение температуры раствора..

Несмотря на то, что это не пример химической энергии, стоит упомянуть. Когда ядро деления делится на несколько более мелких фрагментов.

Эти фрагменты или продукты деления примерно равны половине исходной массы. Два или три нейтрона также испускаются.

Сумма масс этих фрагментов меньше исходной массы. Эта «исчезнувшая» масса (около 0,1% от первоначальной массы) была преобразована в энергию в соответствии с уравнением Эйнштейна (AJ Software & Multimedia, 2015).

Дополнительные понятия для понимания химической энергии

Химические реакции включают в себя производство и разрыв химических связей (ионных и ковалентных), а химическая энергия системы - это энергия, выделяемая или поглощаемая в результате производства и разрыва этих связей..

Разрыв связей требует энергии, образование связей высвобождает энергию, и глобальная реакция может быть эндергонической (ΔG 0) на основе общих изменений в стабильности реагентов к продуктам (Chemical Energy, S.F.).

Химическая энергия играет решающую роль в каждом дне нашей жизни. Благодаря простым реакциям и окислительно-восстановительной химии, расщеплению и связыванию энергия может быть извлечена и использована удобным для использования способом (Solomon Koo, 2014).

Разнообразные виды взрывов различаются физической природой источника энергии и способом ее освобождения.

Источником энергии химического взрыва являются быстропротекающие самоускоряющиеся экзотермические реакции взаимодействия горючих веществ с окислителями (горение) или термического разложения нестабильных соединений (детонация).

Источники энергии сжатых газов (паров) в замкнутых объемах могут быть как внешними, так и внутренними. Внешние – это электрическая энергия, используемая для сжатия газов и нагнетания жидкостей; теплоносители, в том числе электрические, обеспечивающие нагрев жидкостей и газов в замкнутых объемах. К внутренним источникам относятся энергия экзотермических физико-химических и тепломассообменных процессов в замкнутом объеме, приводящих к интенсивному испарению жидких сред или газообразованию, росту температуры и давления без внутренних взрывных явлений.

Энергоносители химических взрывов могут быть твердыми, жидкими или газообразными веществами, а также аэровзвесями горючих веществ (жидких и твердых) в окислительной среде (чаще всего в воздухе).

Твердые и жидкие энергоносители относятся в большинстве случаев к классу конденсированных взрывчатых веществ. В состав этих веществ или их смесей входят восстановители и окислители или другие химически нестабильные соединения. При инициировании взрыва в этих веществах с огромной скоростью протекают экзотермические окислительно-восстановительные реакции или реакции химического разложения, при которых энергия межмолекулярных связей выделяется в виде теплоты.

Для взрывчатых веществ характерно увеличение скорости химического разложения при повышении температуры. При сравнительно низкой температуре химическое разложение протекает очень медленно, так что взрывчатое вещество в течение длительного времени может не претерпевать заметного изменения в своем состоянии. В этом случае между взрывчатым веществом и окружающей средой устанавливается тепловое равновесие, при котором непрерывно выделяющиеся небольшие количества теплоты отводятся за пределы вещества посредством теплопроводности. Если создаются условия, при

которых выделяющаяся теплота не успевает отводиться за пределы взрывчатого вещества, то благодаря повышению температуры развивается самоускоряющийся процесс химического разложения, который называется тепловым взрывом. В связи с тем, что теплота отводится через внешнюю поверхность взрывчатого вещества, а ее выделение происходит во всем объеме вещества, тепловое равновесие может быть нарушено при увеличении общей массы взрывчатого вещества. Это обстоятельство учитывается при хранении взрывчатых веществ.

Газообразные энергоносители представляют собой гомогенные смеси горючих газов (паров) с газообразными окислителями – воздухом, кислородом, хлором и др., либо нестабильные газообразные соединения, такие как ацетилен С₂Н₂ и этилен С₂Н₄, склонные к термическому разложению в отсутствие окислителей. Источником энергии взрывов газовых смесей являются экзотермические реакции окисления горючего вещества или реакции разложения нестабильных соединений. Так, при взрывном разложении ацетилена С₂Н₂ в отсутствие кислорода О₂ выделяется 8,7 МДж/кг энергии, которой достаточно,чтобы разогреть продукты реакции до 2800 о С. Этилен разлагается на метан СН₄ и углерод С.

Двухфазные взрывоопасные аэровзвеси состоят из мелкодисперсных горючих жидкостей («туманов») или твердых веществ (пыли) в окислительной среде, в основном в воздухе. Источником энергии их взрывов также является тепло сгорания этих веществ.

К основным параметрам источников взрыва, которые определяют амплитуду, продолжительность и другие характеристики взрывной волны, относятся энергия взрыва Е, удельная теплота взрыва (энергосодержание единицы массы) и скорость энерговыделения , то есть удельную мощность (количество энергии, выделяемой в единицу времени на единицу объема).

Энергию взрыва парогазовых сред определяют по теплотам сгорания горючих веществ в смеси с воздухом (окислителем); конденсированных взрывчатых веществ – по теплоте, выделяющейся при их детонации (реакции разложения; при физических взрывах систем со сжатыми газами и перегретыми жидкостями – по энергиям адиабатического расширения парогазовых сред и перегрева жидкости.

Удельную мощность при химических взрывах можно определить по скоростям распространения детонации или пламени в газовой среде. Скорость распространения детонации в твердом или жидком взрывчатом веществе приблизительно соответствует скорости звука в веществе и находится в интервале 2-9 км/с; при газовых химических и физических взрывах волны сжатия двигаются со скоростью, близкой к скорости звука в воздухе (330 м/с).

Сила физических взрывов сосудов со сжатым или сжиженным газом (паром) характеризуется внутренним давлением, а разрушения вызываются ударной волной от расширяющегося газа или осколками разорвавшегося резервуара.

Кроме того, физические взрывы возникают при смешивании горячей и холодной жидкостей, когда температура одной из них значительно превышает температуру кипения другой (например при выливании расплавленного металла в воду). Испарение в этом случае протекает взрывным образом вследствие фрагментации капель расплава, быстрой теплоотдачи от них и перегрева холодной жидкости. Возникающая при этом физическая детонация сопровождается образованием ударной волны с избыточным давлением в жидкой фазе, достигающим в ряде случаев сотен МПа.

В таблице 9.2 приведены характеристики некоторых конденсированных взрывчатых веществ. Как видно, удельная теплота взрыва конденсированных взрывчатых веществ характеризуется значениями от 1,5 до 7,5 МДж/кг. Наибольшей удельной теплотой взрыва (но и очень низкой стабильностью) обладает стехиометрическая смесь жидкого водорода и жидкого кислорода – 16,7 МДж/кг

Характеристики некоторых конденсированных взрывчатых веществ

Взрывчатое вещество	Удельная теплота взрыва, кДж/кг	Удельный тротиловый эквивалент	Плотность, г/см 3	Скорость детонаци, км/с	Давление детонации, ГПа
Гексоген	1,185	1,65	8,70	34,0
Азид свинца	0,340	3,80	5,50	-
Нитроглице-рин (жидкость)	1,481	1,59	-	-
Тротил (ТНТ)	1,000	1,60	6,73	21,0
Тритонал (80% ТНТ + 20% алюминия)	1,639	1,72	-	-
Пластическое ВВ (91% нит- роглицерина + 7,9% нитро- целлюлозы + 0,9% щелочи + 0,2% Н₂О)	1,000	1,30	-	-
60%-ный нит-роглицерино-вый динамит	0,600	1,30	-	-

Для оценки случайных и преднамеренных взрывов широко применяется метод адекватности разрушений, вызванных различными взрывчатыми веществами. Объясняется это тем, что взрывная волна имеет тенденцию к быстрой утрате особенностей, обусловленных природой взрыва, так что ее последующее движение в основном определяется лишь величиной энергии, передаваемой окружающей среде. Благодаря этому обстоятельству взрывные волны, порожденные в одной и той же среде взрывами разного типа, в основных чертах оказываются подобными, что позволяет ввести для характеристики взрывов так называемый тротиловый эквивалент, то есть определяют массу тротила (тринитротолуола, ТНТ), которая требуется, чтобы вызвать данный уровень разрушений. Если взрывчатое вещество известно, то тротиловый эквивалент – это масса заряда тротила ,энергия взрывчатого разложения которого равна энергии, выделяемой при взрыве известного заряда. Удельные тротиловые эквиваленты взрыва известных конденсированных взрывчатых веществ, найденные по теплоте взрыва тротила (4520 кДж/кг), находятся в пределах от 0,340 до

Взрыв – это горение, сопровождающееся освобождением большого количества энергии в ограниченном объеме за короткий промежуток времени. Взрыв приводит к образованию и распространению со сверхзвуковой скоростью взрывной ударной волны (с избыточным давлением более 5 кПа), оказывающей ударное механическое воздействие на окружающие предметы.

Основными поражающими факторами взрыва являются воздушная ударная волна и осколочные поля, образуемые летящими обломками различного рода объектов, технологического оборудования, взрывных устройств.

Распространение горения может происходить и в результате нагревания горючей системы быстрым адиабатическим сжатием. Такой механизм распространения горения называется детонацией.

Если горение происходит в замкнутом объеме или с большой скоростью, то оно сопровождается повышением давления. На практике, различают такие явления как «вспышка», «хлопок» и «взрыв».

Взрыв влечет за собой больше всего разрушений и жертв, чем любая другая чрезвычайная техногенная ситуация. Он может возникать на производствах, транспортных и коммунальных объектах, в жилых домах и в любых других общественных местах. Определение и понятие взрыва доступно в энциклопедии.

В большинстве случаев их причиной является человек и его неразумные или противоправные действия. В жилых домах взрыв связан с неправильной эксплуатацией или поломкой газового оборудования. Сейчас распространены террористические акты с применением различных взрывчатых веществ.

Как обезопасить себя в такой ситуации, какие предусмотрены действия при взрыве в здании и существует ли возможность спастись в случае разрыва ядерного оружия, рассмотрим в данной статье.

Поражающие факторы

Поражающие факторы взрыва бывают 2 видов:

Основные

Ударная волна. Это переходная область, состоящая из сжатого воздуха. Она молниеносно распространяется во все стороны от центральной точки взрыва.
Осколочные поля. Это косвенное воздействие ударной волны, заключается в поражении людей летящими обломками зданий и сооружений, камнями, битым стеклом и другими предметами, увлекаемыми ею. Сюда также относят обломки боеприпасов, взрывных устройств.

Вторичные

Разрушительное действие обломков строений, осколков стекол, витрин.
Пожары.
Обрушения высотных зданий.
Заражение среды (воды, земли, воздуха).
Разрушения производственных и социальных объектов.

Человеку взрывная воздушная волна, а также продукты взрыва наносят различные по тяжести травмы, нередко несовместимые с жизнью. Повреждения различаются по тяжести в зависимости от зоны, в которой человек находился в момент взрыва.

Выделяют 3 зоны действия взрывной волны. Самыми губительными для человека являются первые две. Тело разрывает на части сжатым воздухом, а также происходит обугливание из-за высокой температуры внутри области взрыва.

До 3 зоны доходят лишь отголоски взрывной волны. Если человек находится в этой зоне, то взрывная волна воспринимается им, как сильный резкий воздушный удар. Здесь возможны повреждения и разрывы внутренних органов, переломы, повреждения барабанных перепонок, черепно-мозговые травмы средней и тяжелой степени.

Значительные повреждения человек получает, когда волна его с силой отбрасывает и ударяет об землю или различные сооружения. Тяжелые травмы, создающие угрозу для жизни, люди получают если при взрыве остались без укрытия. Также опасно находится в момент прихода волны в положении стоя.

Кратко поражающие факторы взрыва:

воздушная ударная волна;
струи газов;
осколки;
высокая температура пламени;
световое излучение;
резкий звук.

Необходимо разделять основные поражающие факторы ядерного взрыва:

ударная волна;
световое излучение;
проникающая радиация;
радиоактивное загрязнение и электромагнитный импульс (ЭМИ).

К поражающим факторам ядерного взрыва относятся также рентгеновское излучение и сейсмические волны. Рентгеновское излучение является одним из основных поражающих факторов для баллистических ракет и космических аппаратов.

Степени тяжести травм и характеристики

Степень поражения

Описание

Незначительные повреждения, которые не наносят серьезного вреда здоровью. Это вывихи, кратковременное оглушение, ушибы.

Характеризуется разрывами барабанных перепонок, травмой головного мозга с потерей сознания, разрывов сосудов, переломы открытого и закрытого вида.

Сильная контузия, кровотечения во внутренние полости, тяжелые переломы не только конечностей, но и позвонков, их смещение, повреждения внутренних органов. Такие травмы могут приводить к смерти.

Травмы, несовместимые с жизнью.

Если люди находились в здании, то тяжесть повреждений будет зависеть от того, насколько сильно сооружения будут разрушены взрывом.

При полном разрушении сооружения гибель людей составляет 90-100%.

При среднем повреждении выживаемость достигает 50-60%, но из-за того, что люди оказываются под завалами, возможны тяжелые травмы.

Слабое повреждение здания редко приводит к значительным жертвам. Обычно люди получают травмы различной тяжести.

Последствия взрыва и радиус действия на человека

Воздушная волна оказывает косвенное разрушающее воздействие на человека. Оно заключается в летящих вместе с волной камнях, частей мебели, сучьев деревьев, стеклянных осколках и других предметах.

Виды и типы

Этот быстрый процесс преобразования любого взрывчатого вещества, с выделением определенного количества энергии за небольшой промежуток времени, имеет следующую классификацию:

физический взрыв – вызываемый изменением физического состояния вещества. В результате такого В. вещество превращается в газ с высоким давлением и температурой;
химический взрыв – вызываемый быстрым химическим превращением веществ, при котором потенциальная химическая энергия переходит в тепловую и кинетическую энергию расширяющихся продуктов взрыва. В основе лежат взрывчатые вещества, процесс происходит с выделением энергии химических исходных веществ; – мощный взрыв, вызванный высвобождением ядерной энергии либо быстро развивающейся цепной реакцией деления тяжелых ядер, либо термоядерной реакцией синтеза ядер гелия из более легких ядер; – произошедший в результате нарушения технологии производства, ошибок обслуживающего персонала либо ошибок, допущенных при проектировании;
взрыв пылевоздушной смеси – когда первоначальный инициирующий импульс способствует возмущению пыли или газа, что приводит к последующему мощному взрыву;
взрыв сосуда под высоким давлением – взрыв сосуда, в котором в рабочем состоянии хранятся сжатые под высоким давлением газы или жидкости, либо взрыв, в котором давление возрастает в результате внешнего нагрева или самовоспламенения образовавшейся смеси внутри сосуда;
объемный взрыв – детонационный или дефлаграционный взрыв газовоздушных, пылевоздушных и пылегазовых облаков.
природные – при грозе, извержении вулкана, падение небесных тел (метеоритов).

Все типы взрывов приводят к образованию ударного, вибрационного и теплого воздействия на все окружение. Масштаб разрушений зависит от места возникновения процесса детонации и его мощности. Рассмотрим поражающее действие и последствия взрывов.

Радиус и зона действия

Различают 3 зоны действия последствий этого процесса:

Зоны действия взрыва

I – определяется развитием детонационного процесса. В ее радиусе происходит интенсивное дробящее воздействие, что приводит к разрушению взрывчатого вещества на отдельные компоненты, разлетающиеся с высокой скоростью на различные расстояния от места взрыва.
II – ограничивается действием на окружающую среду взрывчатых продуктов. Все объекты, попавшие в эту зону, подвергаются полному уничтожению. На границе образуется ударная волна, которая оторвавшись от продуктов взрыва, начинает автономное движение.
III – в зависимости от силы воздушной волны выделяются 3 подзоны: сильных, средних и слабых повреждений. На границе последней, ударный воздушный поток преобразовывается в звуковую волну, которая способна распространиться на многие километры.

На производственных объектах взрывы возникает из-за поломок, разрушений или выхода из строя различного оборудования, емкостей с хранением опасных веществ, трубопроводов. Нарушения человеком необходимого технологического режима (температуры, давления) также приводит к возникновению процесса детонации.

Бытовые случаи, сопровождающиеся утечкой газа, чаще всего являются причинами взрывов в жилых домах. Природные катаклизмы, приводящие к нарушениям целостности газового оборудования, а также удары молний, падение космических тел крайне редко, но все же способны приводить к взрывоопасным ситуациям.

Действие взрыва на здания сооружения

Ударная волна, поток осколков, летящие предметы, воздействие высокой температуры и отравляющих продуктов процесса горения относят к поражающим факторам взрыва. Под их воздействие в первую очередь попадают все сооружения, здания. Наиболее значительным разрушениям подвергаются высокие строения, имеющие легкие несущие элементы.

Низкие или подземные сооружения, произведенные из тяжелых конструкций, обладают хорошей устойчивостью к поражающим факторам и имеют меньше разрушительных последствий.

В зависимости от действия взрыва на здания и сооружения выделяются следующие степени их деструкции:

Полная, когда восстановление из-за уничтожения несущих конструкций невозможно.
Сильная. Разрушения затрагивают большую часть здания.
Средняя. Уничтожению или повреждению подверглись большей частью лишь второстепенные части (крыши, двери, перегородки, оконные проемы). Иногда возникают трещины в стенах, подвал сохранен.
Слабая степень характеризуется незначительными разрушениями, которые устраняются в течение короткого времени.

Продукты взрыва, образовавшаяся волна и выделяемая энергия способна вызвать человеческие жертвы. Резкое повышение давления воздушной массы, воспринимаемое человеком, как сильный удар служит основной причиной получения тяжелых травм. Кроме того, набирающий скорость воздушный напор способен отшвырнуть человека на большое расстояние, ударив его об землю или другое препятствие. Возникающие в таких случаях повреждения зачастую оказываются не совместимыми с жизнью.

Наибольшим разрушающим воздействием обладает ядерный взрыв. Помимо сметающей волны, возникает сильное световое и радиационное излучение, поражающее все вокруг. Радиация оказывает сильное разрушающее действие на землю, воду, любые посадки. С последствиями заражениями радиоактивными частицами приходится бороться несколько десятков лет. Подробнее о понятиях радиоактивности Вы можете ознакомиться в нашей презентации на сайте.

Что делать при взрыве: правила поведения

Если, попав в такую ситуацию, вы находитесь в сознании и не имеете серьезных повреждений, то начинайте оказывать посильную помощь окружающим. При наличии рабочего телефона позвоните в службу спасения. Ознакомьтесь также с материалом:

Ваши действия при взрыве в здании не должны быть хаотичными, сохраняйте выдержку. Поддерживайте и подбадривайте других пострадавших. Покидать самостоятельно разрушенное здание разрешается только в случае возникновения возгорания или при реальной угрозе обрушения конструктивных элементов. Если вы все-таки решили выйти на улицу, то убедитесь в отсутствии утечек газа, очагов сильных возгораний, значительных повреждений стен, пола и перекрытий.

Если Вы оказались в завале, берегите воздух и силы. Не стоит кричать, лучше подавайте сигналы, стуча по любому предмету. Прислушивайтесь к звукам, идущим с поверхности. Не пропустите «момент тишины», когда останавливается работа всей техники, чтобы послушать сигналы из-под завалов. Именно в это время начинайте стучать и вас обязательно услышат.

Что делать, если произошел взрыв, и у вас придавило часть тела? Пытайтесь поддерживать в ней циркуляцию крови с помощью массирования и разминания. По-возможности, укройтесь чем-то теплым, откиньте от себя все предметы, представляющие опасность (режущие, колющие). Сигнализируйте о своем месте нахождения светом от экрана телефона, фонарем, стуком.

Что делать при ядерном взрыве: план спасения

Ядерный процесс характеризуется сильным световым свечением, но смотреть на эту вспышку даже, находясь на длительном расстоянии, нельзя. Это может привести к ожогу роговицы и слепоте.

В зависимости от условий ядерного взрыва, изменяется и действие поражающих факторов:

избыточное давление ударной волны при наземных взрывах больше, а радиус действия меньше, чем при воздушных;
значение световых импульсов при наземных взрывах в несколько раз меньше, чем при воздушных;
радиус поражения проникающей радиацией при взрывах ядерных зарядов большой мощности значительно меньше радиусов поражения ударной волной и световым излучением, для боеприпасов же малой и сверхмалой мощности, а также нейтронных боеприпасов проникающая радиация является основным поражающим фактором;
площади радиоактивного загрязнения местности при наземном и воздушном на малой высоте взрывах в несколько раз превышают размеры зон воздействия остальных поражающих факторов;
высотный взрыв благоприятствует возникновению мощного ЭМИ и его поражающему действию на большие расстояния (практически на всю видимую из точки взрыва поверхность Земли), в то время как при взрывах на малых высотах напряженность электромагнитного поля быстро спадает по мере удаления из эпицентра ядерного взрыва.

Услышав предупреждение о ядерном взрыве, немедленно следует укрыться в подземном убежище. Не покидайте его до получения официального разрешения. Если такая ситуация застала вас на улице, найдите любое крепкое сооружение, которое сможет защитить вас от ударной волны и выдержать ее силу.

Если Вы находитесь на расстоянии, с которого можно увидеть вспышку света, то ядерное облако дойдет до вас примерно в течение получаса. Примите защитные меры от радиоактивных частиц.

Существует лишь 3 способа снизить их негативное воздействие: увеличить расстояние от эпицентра взрыва, выждать время в бомбоубежищах или отразить их с помощью защитных специальных средств.

Рядом постоянно должно находиться работающее радио. По нему вы услышите информацию о том, что делать после взрыва. Придерживайтесь полученных инструкций. Службы чрезвычайного реагирования имеют больше информации о ситуации и лучше знают, как следует действовать, чтобы минимизировать последствия.

Длительность нахождения в убежище в зависимости от силы взрыва и радиуса зараженной местности может варьироваться от пару дней до нескольких недель. Не пытайтесь самостоятельно его покинуть.

Учитывая, что некоторое время вам придется жить в этом месте, постарайтесь соблюдать санитарные нормы, поддерживать чистоту насколько возможно и придерживаться правил вежливости. Оказывайте посильную помощь нуждающимся людям.

Самое большое количество радиоактивных осадков выпадает в первые сутки, их время распада зависит от отравляющего вещества и не зависит от внешних факторов (расстояния от центра взрыва, местности, климата).

В большинстве случаев, после ухода из убежища, население при заражении местности эвакуируют в безопасные места. В таком случае, следует знать, что взять с собой вещи из зараженной зоны вы не сможете, поэтому собираясь в убежище, возьмите все необходимое.

Читайте также: