Краткий курс пиротехники (Фрейман) - страница 17
кал/кг.
Теплоту разложения окислителя также можно определить теоретически.
У р а в н е н и е р а з л о ж е н и я н и т р а т а к а л и я:
2 KNO>3 K>2O + N>2 + 2,5 O>2.
Теплота образования 1 мол KNO>3 = 119,5 кал; теплота образования 1 мол K>2O = 86,8 кал. Азот и кислород как элементы не имеют теплот образования.
Следовательно, теплота разложения KNO>3
Q = 86,8 – 2 * 119,5 = - 152,2 кал.
При этом считаем, что KNO>3 – начальный продукт реакции, а K>2O, N>2 и O>2 – конечные продукты, которые могут быть получены из KNO>3.
Теплоту горения пиротехнического состава можно подсчитать правильно лишь в тех случаях, когда реакция проходит точно по уравнению и не происходит образования других продуктов, не участвует в реакции кислород воздуха и т.п. Практически, однако, большей частью реакция проходит с некоторыми отклонениями от теории. Поэтому кроме теоретического подсчета обычно необходимо определять теплоту реакции опытным путем. Она определяется в специальном приборе – калориметрической бомбе (рис. 5)
Это прочный стальной цилиндрический сосуд, герметически закрывающийся стальной крышкой. В крышке имеется кран для выпуска газов. Для навески испытуемого вещества внутри бомбы помещается платиновая чашечка С, удерживаемая платиновым стержнем S>1, ввинченным в крышку бомбы. По тонкой платиновой проволочке S>2 пропускают электрический ток для воспламенения состава. Бомба помещается в водяной калориметр (рис. 5а). Вода в калориметре и в рубашке перемешивается мешалками М>2 и М>1. температуру воды измеряют термометрами Т>1 и Т >2. при сгорании состава внутри бомбы выделяется некоторое количество тепла, повышающее температуру воды в калориметре. Перед опытами определяется так называемый водяной эквивалент калориметрической системы, т.е. количество воды, которое при нагревании на 1° требует столько
тепла, сколько его требует сумма всех деталей калориметра. Водяной эквивалент определяется сжиганием в бомбе вещества с известной теплотой горения. Зная водяной эквивалент, сжигают испытуемый состав в бомбе и по изменению температуры воды в калориметре рассчитывают количество тепла, выделившегося при сгорании единицы веса состава. Если это количество тепла обозначить Q, то его можно определить по формуле:
,
где t>2 - температура воды в калориметре после сжигания состава;
t>1 – температура воды в калориметре до сжигания состава;
Р – вес воды в калориметре;
W - водяной эквивалент;
m – вес сжигаемого состава.
Зная количество теплоты, выделяющееся при сгорании 1 г состава, можно приближенно вычислить температуру реакции. Точных методов практического определения температуры реакции пиротехнических составов еще до сих пор не найдено; на практике температуру реакции можно приближенно определить специальными пирометрами.