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Chimie de la détonation de la nitroglycérine

1880
Chimiste mesurant la nitroglycérine dans un laboratoire historique, chimie physique.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

La nitroglycérine est un explosif positif à l'oxygène, ce qui signifie qu'elle contient plus d'oxygène que nécessaire pour oxyder complètement ses atomes de carbone et d'hydrogène lors de la décomposition.

The detonation of nitroglycerin is a supersonic decomposition process that propagates through the material via a shock wave. The vitesse de détonation (VoD) for liquid nitroglycerin is approximately 7,700 meters per second. The extreme speed of the reaction is due to its molecular structure; the fuel (the C-H backbone) and the oxidizer (the nitrate groups) are held in intimate contact within the same molecule. When initiated by a sufficient shock, the molecule essentially tears itself apart. The energy released, about 1.5 MJ per mole (6.3 MJ/kg), rapidly heats the resulting gases to temperatures around 5,000 °C. According to the loi des gaz parfaits, Avec le gaz naturel, cette température élevée et la transformation d'un petit volume de liquide en un grand volume de gaz (une mole de gaz naturel liquide produit 7,25 moles de gaz) créent une pression immense, de l'ordre de 20 GPa. C'est cette montée en pression rapide qui génère la puissante onde de choc responsable de l'effet destructeur de l'explosif. La présence d'un excès d'oxygène dans les produits est inhabituelle pour de nombreux explosifs organiques et contribue à la température élevée et à l'efficacité de la détonation.

UNESCO Nomenclature: 2307
- Chimie physique

Taper

Procédé chimique

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Développement de la stœchiométrie par Jeremias Richter et John Dalton
  • formulation des lois de la thermodynamique
  • Théorie de la détonation de Chapman-Jouguet
  • synthèse de la nitroglycérine

Applications

  • base de calcul de la puissance (brisance) des explosifs
  • la conception de poudres sans fumée où les équilibre de l'oxygène est critique
  • formulation d'explosifs composites
  • thermodynamique modélisation des processus de détonation
  • développement d'explosifs sous-marins

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • Modèles de dynamique des fluides numérique (CFD) pour la simulation d'explosions
  • codes de détonation non idéaux qui tiennent compte de la cinétique de réaction
  • development of insensitive high explosives (ihes) with better safety profiles
  • synthèse d'explosifs à haute teneur en azote produisant principalement du gaz N2
  • explosifs à combustion accélérée par métal (thermobares) qui utilisent l'excès d'oxygène pour brûler les poudres métalliques
  • spectroscopic analysis of detonation fronts to study reaction mechanisms
  • nanothermites à taux de libération d'énergie ajustables
  • soudage et revêtement explosifs de métaux dissemblables
  • formage explosif de composants métalliques
  • levés sismiques utilisant des sources explosives contrôlées
Voir aussi : détonation, nitroglycérine, équilibre de l'oxygène, exothermie, vitesse de détonation, onde de choc, thermochimie, décomposition explosive, brisance, explosif brisant.

Contexte historique

1880
1897
1970
1890
1955
1980

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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