Что такое термобарическое оружие и почему его так боятся. Какое вещество может дать наибольшее количество тепловой энергии

А) громкая музыка может свалить наповал деревья
Б) громкая музыка может приводить к уменьшению гнездовых территорий певчих птиц
В) проигрываемая мелодия может не совпадать с эстетическими вкусами других посетителей
Г) громкая музыка негативно влияет на развитие семян дикорастущих растений

Что это такое?

Конденсацией называется физический процесс смены агрегатного состояния жидкости. Это переход из газообразного состояния в жидкость, а иногда в лед.

При этом, смена фазового состояния зависит от внешних условий, температуры и первичного химического состава жидкости. Конденсация пара в жидкость часто протекает при изменении температуры пара и насыщения молекулами жидкости.

При этом процесс конденсации зависит от сообщения пара с окружающей средой:

Фазовый переход из пара в жидкость сильно зависим от нескольких факторов, которые описаны далее.

Факторы, обуславливающие данное явление

Для начала конденсации должны соблюдаться некоторые условия (не все, но какие-то из них):

  1. Достижение термодинамического равновесия пара и жидкости. Это свойственно для насыщенного пара в герметичных условиях.
  2. При насыщении пара молекулами воды. Также свойственно насыщенным парам. Большое количество молекул, их быстрое и хаотичное движение увеличивает количество соударений и приводит к возврату в жидкость.
  3. Температурная разница между паром и окружающей средой. Процесс характерен для ненасыщенных газов. Пар конденсируется при соприкосновении с охлажденными поверхностями. Этот тип конденсации можно наблюдать в зимнее время на оконных стеклах. Также он применяется в различных теплообменных устройствах.
  4. При насыщении атмосферы посторонними частицами (водой, иной жидкостью, твердыми частицами пыли, заряженными ионами).
  5. При высоком давлении и плотности. Данные условия характерны для насыщенных паров.
  6. При увеличении атмосферного давления.

Также существуют условия конденсации пара в лед или его кристаллизация (сублимация). Подобная конденсация происходит при значительном снижении давления пара с его последующим охлаждением до низкой температуры.

Свечи делают свет, производя тепло. Они преобразуют химическую энергию в тепло. Химическая реакция называется сгоранием, при котором воск свечи вступает в реакцию с кислородом на воздухе и образует бесцветный газ, называемый углекислым газом, вместе с небольшим количеством пара.

Принцип действия термобарического оружия

В отличие от обычных снарядов и бомб, после взрыва вакуумной бомбы нет поражающих осколков, и сам принцип действия совершено иной. Она содержит топливный контейнер, в котором содержатся два отдельных заряда взрывчатого вещества. Когда снаряд попадает в цель, в результате первого взрыва происходит распыление горючей смеси над местностью в виде аэрозольного облака.

Смесь проникает в оборонительные сооружения, здания, военную технику и т.д. Затем второй заряд поджигает смесь. В результате возникает огромное огненное облако и мощный взрыв. Вакуумным оружие называется по той причине, что в результате возгорания смеси, в окружающей среде выгорает весь кислород.

Это интересно:  Какой настенный газовый котел лучше: выбираем между одноконтурными и двухконтурными решениями. Чем отличается двухконтурный газовый котел от одноконтурного газового котла?

От термобарического оружия не спасают даже бункеры, кроме хорошо герметизированных

В чем опасность термобарического оружия

Термобарическое оружие поражает полем высокой температуры, а также избыточным давлением, то есть мощной ударной волной. От поражающего действия этого оружия практически невозможно скрыться, как, к примеру, от удара РСЗО «Град». Безопасным местом, как было сказано выше, является лишь бункер. Причем он должен быть хорошо герметизирован, чтобы в него не проникла горючая аэрозольная смесь.

Поражающая способность этого оружия по отношению к живой силе противника составляет 100%. Мощная ударная волна наносит травмы, несовместимые с жизнью. Кроме того, становится нечем дышать, так как полностью выжигается кислород. Строения, которые оказываются в зоне поражения, разрушаются изнутри до мелких обломков.

По своей мощности боеприпасы объемного взрыва больших калибров сравнимы с ядерными тактическими боеприпасами (не путайте со стратегическим ядерным оружием). Однако они обладают одним важным преимуществом — после применения такого оружия на местности не повышается радиационный фон. Боеприпас может доставляться как авиацией в виде бомбы, так и неуправляемыми ракетами, аналогично системам РСЗО.

Обе величины определяют, какое количество тепловой энергии необходимо для фазового перехода из газообразного состояния в жидкое и обратно при установленной температуре кипения. Данная величина рассчитывается в Дж/кг или ккал/кг.

У какого вещества самая большая теплоемкость

Уде́льная теплоёмкость — это отношение теплоёмкости к массе, теплоёмкость единичной массы вещества (разная для различных веществ); физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать единичной массе данного вещества для того, чтобы его температура изменилась на единицу. 1 .

В Международной системе единиц (СИ) удельная теплоёмкость измеряется в джоулях на килограмм на кельвин, Дж/(кг·К) 2 . Иногда используются и внесистемные единицы: калория/(кг·°C) и т. д.

Удельная теплоёмкость обычно обозначается буквами c или С , часто с индексами.

На значение удельной теплоёмкости влияет температура вещества и другие термодинамические параметры. К примеру, измерение удельной теплоёмкости воды даст разные результаты при 20 °C и 60 °C. Кроме того, удельная теплоёмкость зависит от того, каким образом позволено изменяться термодинамическим параметрам вещества (давлению, объёму и т. д.); например, удельная теплоёмкость при постоянном давлении ( CP ) и при постоянном объёме ( CV ), вообще говоря, различны.

Формула расчёта удельной теплоёмкости:

c — удельная теплоёмкость, Q — количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении), m — масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества, ΔT — разность конечной и начальной температур вещества.

Удельная теплоёмкость зависит от температуры, поэтому более корректной является следующая формула с малыми (формально бесконечно малыми) δ T и δ Q :

Это интересно:  Смесительный узел для теплого пола: принцип действия и описание. Как работает смесительный узел для теплого пола.

Содержание

Приведены значения удельной теплоёмкости при постоянном давлении ( Cp ).

Способность материала удерживать тепло оценивается его удельной теплоемкостью, т.е. количеством тепла (в кДж), необходимым для повышения температуры одного килограмма материала на один градус. Например, вода имеет удельную теплоемкость, равную 4,19 кДж/(кг*K). Это значит, например, что для повышения температуры 1 кг воды на 1°K требуется 4,19 кДж.

Таблица 1. Сравнение некоторых теплоаккумулирующих материалов

Для водонагревательных установок и жидкостных систем отопления лучше всего в качестве теплоаккумулирующего материала применять воду, а для воздушных гелиосистем — гальку, гравий и т.п. Следует иметь в виду, что галечный теплоаккумулятор при одинаковой энергоемкости по сравнению с водяным теплоаккумулятором имеет в 3 раза больший объем и занимает в 1,6 раза большую площадь. Например, водяной теплоаккумулятор диаметром 1,5 м и высотой 1,4 м имеет объем 4,3 м 3 , в то время как галечный теплоаккумулятор в форме куба со стороной 2,4 м имеет объем 13,8 м 3 .

Плотность аккумулирования теплоты в значительной степени зависит от метода аккумулирования и рода теплоаккумулирующего материала. Она может быть аккумулирована в химически связанном виде в топливе. При этом плотность аккумулирования соответствует теплоте сгорания, кВт*ч/кг:

При термохимическом аккумулировании теплоты в цеолите (процессы адсорбции — десорбции) может аккумулироваться 286 Вт*ч/кг теплоты при разности температур 55°C. Плотность аккумулирования теплоты в твердых материалах (скальная порода, галька, гранит, бетон, кирпич) при разности температур 60°C составляет 14 17 Вт*ч/кг, а в воде — 70 Вт*ч/кг. При фазовых переходах вещества (плавление — затвердевание) плотность аккумулирования значительно выше, Вт*ч/кг:

Таблица 2. Сравнение удельной теплоемкости и плотности различных материалов на основе равных объемов
Материал Удельная теплоемкость, кДж/(кг*K) Плотность, кг/м 3 Теплоемкость, кДж/(м 3 *K)
Вода 4,19 1000 4187
Металлоконструкции 0,46 7833 3437
Бетон 1,13 2242 2375
Кирпич 0,84 2242 1750
Магнетит, железная руда 0,68 5125 3312
Базальт, каменная порода 0,82 2880 2250
Мрамор 0,86 2880 2375

К сожалению, лучший из приведенных в таблице 2 строительных материалов — бетон, удельная теплоемкость которого составляет 1,1 кДж/(кг*K), удерживает лишь ¼ того количества тепла, которое хранит вода того же веса. Однако плотность бетона (кг/м 3 ) значительно превышает плотность воды. Во втором столбце таблицы 2 приведены плотности этих материалов. Умножив удельную теплоемкость на плотность материала, получим теплоемкость на кубический метр. Эти величины приведены в третьем столбце таблицы 2. Следует отметить, что вода, несмотря на то, что обладает наименьшей плотностью из всех приведенных материалов, имеет теплоемкость на 1 м 3 выше (2328,8 кДж/м 3 ), чем остальные материалы таблицы, в силу ее значительно большей удельной теплоемкости. Низкая удельная теплоемкость бетона в значительной степени компенсируется его большой массой, благодаря которой он удерживает значительное количество тепла (1415,9 кДж/м 3 ).

Основные парниковые газы Углекислый газ, Метан, Закись азота, Озон, Водяной пар. А также Синтетические химические вещества, например, гидрофторуглероды, галогенированные углеводороды, гексафторид серы и другие синтетические газы. Основной источник — это химическая промышленность.

Топливные элементы

Топливный элемент, который принимает водород и кислород в качестве входных данных

Это интересно:  Как резать гипсокартон в домашних условиях. Как правильно резать гипсокартон?

Теплопередача: зависит от типа топливного элемента

Топливные элементы — это электрохимические устройства, которые преобразуют химическую энергию топлива и окислителя в электрическую энергию. При работе топливного элемента значительная часть входной энергии используется для выработки электрической энергии, а оставшаяся часть преобразуется в тепловую энергию в зависимости от типа топливного элемента.

Тепло, получаемое в ходе этого процесса, используется для повышения энергоэффективности. Теоретически топливные элементы являются гораздо более энергоэффективными, чем обычные процессы: если отработанное тепло улавливается в когенерационной схеме, эффективность может достигать 90%.

Геотермальная энергия

Тип теплопередачи: мантийная конвекция

Геотермальная энергия — это тепло, получаемое в недрах Земли. Оно содержится в жидкостях и породах под земной корой и может быть найдено глубоко в горячей расплавленной породе Земли — магме.

Она образуется в результате радиоактивного распада материалов и непрерывной потери тепла от формирования планеты. Температура и давление на границе ядра и мантии могут достигать более 4000°C и 139 ГПа, в результате чего некоторые породы расплавляются, а твердая мантия ведет себя пластически.

Это приводит к тому, что части мантии конвектируются вверх (так как расплавленная порода легче, чем окружающие твердые породы). Пар и/или вода переносят геотермальную энергию на поверхность планеты, откуда она может быть использована для охлаждения и обогрева, или может быть использована для производства чистого электричества.

Получение тепловой энергии оказывает воздействие на окружающую среду из-за к выбросу углекислого газа и радиоактивных отходов. Однако если используется энергия из недр земли. Это также вид возобновляемой энергии, который не загрязняет окружающую среду и не наносит ей ущерба.

Выберите один вариант ответа

А) Антарктика
Б) Атлантида
В) Арктика
Г) Андорра

Белые медведи населяют северные широты Полярного круга, и их естественный ареал простирается от материковых арктических пустынь, до островов, омываемых водами Атлантического и Северного Ледовитого океанов.

Кулответ: Арктика

Какой из перечисленных газов не относится к парниковым?

Выберите один вариант ответа

А) метан
Б) кислород
В) углекислый газ
Г) оксид азота
Д) водяной пар

Основные парниковые газы Углекислый газ, Метан, Закись азота, Озон, Водяной пар. А также Синтетические химические вещества, например, гидрофторуглероды, галогенированные углеводороды, гексафторид серы и другие синтетические газы. Основной источник — это химическая промышленность.

Кулответ: кислород

Оцените статью
Build Make