🔥 Почему происходит взрыв? 💨

Паровой взрыв является физическим процессом, в ходе которого горячая, чаще всего жидкая, среда (расплавленный металл, шлак, магма и пр.) соприкасается с холодной легкокипящей жидкостью (в большинстве случаев - это вода), что сопровождается чрезвычайно интенсивным межфазным взаимодействием.
Взрыв, возникающий при контакте расплавленного металла с водой, объясняется физико-химическими свойствами воды, изучение которых позволяет раскрыть сущность механизма и кинетику такого рода взрыва . Соприкосновение воды с расплавленным металлом приводит к мгновенному ее испарению, сопровождающемуся резким увеличением объема и давления. При атмосферном давлении вода закипает при 100°С и весь процесс парообразования идет при температуре кипения. При нагревании воды выше 100°С в замкнутом пространстве интенсивность испарения несколько снижается, что объясняется свойством воды при высоких температурах изменять режим кипения.
Так, в интервале 100—300°С режим кипения имеет пузырьковый характер, т. е. на поверхности идут образование мелких пузырьков пара, их отрыв, поднятие на поверхность и переход в газовую фазу. При более высокой температуре режим кипения усиливается и переходит в пленочный. При этом паровые пузыри сливаются в сплошную паровую прослойку между поверхностью нагрева и водой, что препятствует передаче тепла другим слоям воды.

Температура кипения воды зависит от давления над ее поверхностью: с ростом давления температура кипения повышается. Так, при давлении 490 кПа вода начинает закипать при температуре 151,1°С. Если внезапно давление над поверхностью воды снизится до атмосферного, вода окажется перегретой на 51°С и мгновенно превратится в пар, объем которого примерно в 1600 раз больше объема воды. Такое превращение носит взрывообразный характер.

Энергия взрыва при контакте расплавленного металла во много раз превышает энергию рабочего пара при расширении даже при коэффициенте полезного действия, равном 100%. Это объясняется физико-химическими свойствами воды. Соотношение масс водорода и кислорода в воде составляет 11,19 и 88,81%, т. е. содержание кислорода в воде больше, чем в любом другом соединении. При нормальных условиях (атмосферном давлении и температуре 20°С) диссоциация воды не протекает. При повышении температуры до 1500°С скорость разложения воды возрастает, однако до 2000°С интенсивность разложения незначительна, так как вода является химически стойким соединением. Лишь при достижении 4000°С вода разлагается на газообразные водород и кислород, что сопровождается взрывом. В этом случае содержание водорода значительно больше, чем при диссоциации воды, в связи с тем, что взаимодействие водяного пара с железом, нагретым до высоких температур, приводит к выделению свободного водорода: Fe + H₂O = FeO + H₂.
#термодинамика #физика #химия #опыты #эксперименты #теплопередача

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

🚀 Какой максимальной скорости передвижения добился человек?

Человек уже преодолел такую скорость, как скорость звука, при помощи разных "транспортных средств". Сидя на лошади, а самыми быстрыми считаются скаковые английские лошади, человек достиг 69,69 км/ч. При помощи водного транспорта, а именно катера самого быстрого - Bugatti Copeland Phenomenon, можно двигаться со скоростью 402 км/ч. Из автомобильного транспорта - самыми скоростными считаются Hennessey Venom GT и SSC Tuatara, именно на них можно развить скорость в 443 км/ч. Если вспомнить о поездах, то самый самый скорый - это V150, он достиг скорости в 575 км/ч, правда сконструирован был исключительно для побития рекорда, как и вагоны, входившие в его состав. "Аполлон - 10" - космический корабль - с его помощью человек установил рекорд по преодолению скорости - 39 897 км/ч. Если говорить о человеке без транспорта, то самый быстрый человек из Ямайки — Усэйн Болт, приблизительно 42 - 43 км/ч - за 9,58 секунд 100 метров.

А вот ученые выявили, что максимально, что из себя может "выдавить" человек — это от 55 - 65 км/ч.

▪️ По земле. Рекорд скорости на автомобиле 1228 км/час был установлен 15 октября 1997 года Энди Грином. Сделал он это на Black Rock Desert на автомобиле с реактивным двигателем Thrust SSC. Он стал первым кто достиг сверхзвуковой скорости на автомобиле.

▪️ По воде. Рекорд скорости для катера был установлен 8 октября 1978 года и составил 513 км/ч. Австралийский гонщик Кен Варби сделал его во дворе собственного дома.

▪️ В воздухе. X15 - первый самолет с ракетными двигателями, экспериментальная модель ВВС США. И на сегодня единственный пилотируемый гиперзвуковой летательный самолет в истории, который способен совершать суборбитальные пилотируемые космические полёты, а также самый быстрый пилотируемый самолет в мире. Первый полет X-15 совершил в 1959 году и использовался до 1970 года. Максимальную скорость которые развили военные США составила 7272.63 км/ч (6,70 маха ).

▪️ Рекорд скорости человека в космосе. Самая высокая скорость, с которой когда либо передвигался человек (39897 км/ч), была развита основным модулем «Аполлона 10» на высоте 121,9 км от поверхности Земли при возвращении экспедиции 26 мая 1969 г. На борту космического корабля были командир экипажа полковник ВВС США (ныне бригадный генерал) Томас Паттен Стаффорд (род. в Уэтерфорде, штат Оклахома, США, 17 сентября 1930 г.), капитан 3-го ранга ВМФ США Юджин Эндрю Сернан (род. в Чикаго, штат Иллинойс, США, 14 марта 1934 г.) и капитан 3-го ранга ВМС США (ныне капитан 1-го ранга в отставке) Джон Уотте Янг (род. в Сан Франциско, штат Калифорния, США, 24 сентября 1930 г.).

▪️ Из женщин наивысшей скорости (28115 км/ч) достигла младший лейтенант ВВС СССР (ныне подполковник-инженер, летчик-космонавт СССР) Валентина Владимировна Терешкова (род. 6 марта 1937 г.) на советском космическом корабле «Восток 6» 16 июня 1963 г.

▪️ Под землей. Мировой рекорд скорости проходки - 1250 метров тоннеля в месяц - поставлен серийным щитом КТ-1-5,6 на участке строительства перегонного тоннеля в Ленинграде на участке от "Пионерской" до "Удельной" в 1981 году.

#физика #механика #наука #physics #science #акустика #кинематика

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

📝 Геометрически-математическая задача, которую можно решить с помощью обычной логики...

Еще 4 года назад я подробно разбирал решение данной задачи в нашей группе VK Physics.Math.Code. Там есть два способа решения, в том числе и через классический поиск экстремума...

✏️ Почитать можно тут: Решение задачи про минимальное расстояние между деревнями

#математика #механика #наука #math #science #геометрия #разбор_задач #задачи

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib