Es gibt einige deutliche Unterschiede, die $ \ text {TNT} $ span> weitaus geeigneter machen als die Verbrennung von Kohle für Sprengstoffzwecke.

Erstens die Zerlegungsreaktion von $ \ text {TNT} $ span>:

$$ 2 \ text {C} _7 \ text {H} _5 \ text {N} _3 \ text {O} _6 \ bis 3 \ text {N} _2 + 5 \ text {H} _2 + 12 \ text {CO} + 2 \ text {C} $$ span>

verläuft weitaus schneller als die Verbrennungsreaktion von Kohle:

$$ \ text {C} + \ text {O} _2 \ bis \ text {CO} _2 $$ span>

Zweitens erzeugt die Zersetzung von $ \ text {TNT} $ span> weitaus mehr gasförmige Reaktionsprodukte als die Verbrennung von Kohle: $ 10 \ text {mol} $ span> Gas pro $ \ text {mol} $ span> von $ \ Text {TNT} $ span> für $ 1 \ text {mol} $ span> Gas pro $ \ text {mol} $ span> Kohle (und letzteres erfordert $ 1 \ text {mol} $ span> von $ \ text {O} _2 $ span> für die Verbrennung).

Es ist die Produktion von gasförmigen Reaktions- / Zersetzungsprodukten, die einen guten Sprengstoff ausmachen: Der superschnelle Aufbau von Gas in der Hülle erhöht den Druck, bis die Hülle platzt und ihre gesamte Energie auf einmal freisetzt.

Wahrscheinlich, weil die durch die TNT-Explosion freigesetzte Energie nur für eine sehr kurze Zeit freigesetzt wird, während die durch die Verbrennung von Kohle freigesetzte Energie viel länger ist.Es ist die Energiefreisetzungsrate des TNT, die größer ist

Danke.Aber verstehe ich, dass der Temperaturanstieg ist größer mit Kohle als mit TNT?

Das ist schwer zu sagen, da es schwierig wäre, eine einzige Temperatur der schnell expandierenden Gase und Partikel der Explosion anzugeben.Bei einer Explosion würden im Vergleich zum Verbrennen von Kohle erhebliche Temperatur- (und Druck-) Gradienten auftreten.Die Temperatur der brennenden Kohle wäre gleichmäßiger

Hoffe das hilft

Erstens gibt es einen entscheidenden Unterschied zwischen den Energiewerten von TNT und Kohle: Sie vermissen den Sauerstoff, der zum Verbrennen der Kohle benötigt wird.

Das Verbrennen von 3 kg Kohle benötigt etwa 8 kg Sauerstoff, und der Sauerstoff ist im obigen Heizwert nicht enthalten. Der Sauerstoff ist auch der Faktor, der begrenzt, wie schnell die Kohle ihre Energie freisetzt. Es ist durch die Zufuhr von Sauerstoff begrenzt.

Deshalb kann Kohle allein nicht viel zerstören.

Im Gegensatz dazu zersetzt sich TNT bei Detonation von selbst. Es kann auch ziemlich gut brennen, aber das ist eine ganz andere Geschichte.

OTOH, es gibt eine Klasse von Sprengstoffen, die aus Brennstoff (wie Kohle) und flüssigem Sauerstoff besteht. Sie werden aus Sicherheits- und Logistikgründen nicht mehr routinemäßig eingesetzt, sind jedoch hinsichtlich ihrer Explosionswirkung mehr oder weniger mit TNT vergleichbar.

Wenn Sie alles haben, damit die chemische Reaktion in unmittelbarer Nähe abläuft, ist eine Explosion möglich.

Bearbeiten: Ein weiterer, viel bekannter und weit verbreiteter Sprengstoff, der Kohle als Hauptbestandteil und Hauptquelle für die Verbrennungsenergie verwendet, die die Explosion antreibt, ist das Schwarzpulver.

T Der Hauptunterschied zwischen einer Explosion und einer Verbrennung ist die Geschwindigkeit, nicht die erzeugte Energie

Entscheidend für Sprengstoffe ist, wie schnell die Reaktion abläuft. TNT detoniert, was bedeutet, dass sich in festem TNT die Reaktion schneller als mit Schallgeschwindigkeit durch den Feststoff ausbreitet. Einige etwas schonendere Sprengstoffe (wie die für Kugeln und Granaten verwendeten Treibmittel) breiten sich ebenfalls schnell aus, sind jedoch langsamer als die Schallgeschwindigkeit: Sie sollen deflagrieren. In beiden Fällen ist das Unterscheidungsmerkmal, wie schnell sie ihre Energie freisetzen.

Sprengstoffe können dies tun, weil sie Reaktionen beinhalten, für die keine externen Substanzen erforderlich sind, um die am Prozess beteiligte chemische Reaktion zu vervollständigen. Sie enthalten normalerweise große Mengen an Sauerstoff und Stickstoff in ihrer Molekülstruktur (die dazu neigen, zu Produkten zu führen, die Stickstoffgas, Stickoxide, Kohlendioxid usw. enthalten)

Kohle brennt langsam. Es brennt nur, wenn Sauerstoff an die Oberfläche der Kohle gelangen kann. Und Kohle, die kein sehr poröser Feststoff ist, macht es dem Sauerstoff nicht leicht. Die Reaktion könnte also mehr Energie freisetzen, aber die Geschwindigkeit wird durch die physikalische Struktur auf vielleicht mm / min begrenzt.

Aber nicht immer. Wenn Kohlenstaub (oder irgendein anderer Staub eines brennbaren Materials) in Luft dispergiert wird, ist die Geschwindigkeit der Sauerstoffdiffusion kein begrenzender Faktor mehr. Aus diesem Grund sind Staubexplosionen sehr gefährlich (und nicht nur für Kohle: Die häufigsten sind in Mühlen und Getreidesilos). Kohlenstaub kann unter diesen Bedingungen sehr schnell explodieren und katastrophale Energiemengen freisetzen.

Es ist auch erwähnenswert, dass die größten bekannten nichtnuklearen Bomben, die vom Militär eingesetzt werden, auf einem ähnlichen Prinzip beruhen. Thermobare Bomben beinhalten die Verteilung eines Teils des Brennstoffs (wie eines flüssigen Kohlenwasserstoffs mit noch mehr Verbrennungsenergie als Kohle) auf ein ziemlich genaues Niveau in Luft, wo das resultierende Gemisch eher explodiert als verbrennt.Dies ist nicht das übliche Verhalten für brennbare Kraftstoffe wie Benzin, da es nicht einfach ist, ein explosives Gemisch in die Luft zu bringen, anstatt eines, das nur brennt (weshalb der Filmtrop bei jedem Autounfall explodiert, ist Unsinn).Die richtige Mischung aus Kraftstoff und Luft kann also zu einer sehr großen Explosion führen, die noch effektiver ist als TNT.

Kurz gesagt, um Explosionen zu verstehen, müssen Sie die Kinetik und nicht nur die Thermodynamik der zugrunde liegenden Reaktionen berücksichtigen.

Sie sprechen im Grunde genommen über den Unterschied zwischen Kraft und Energie.Eine TNT-Explosion hat weitaus mehr Leistung als die Verbrennung einer äquivalenten Menge Kohle (unter normalen Umständen), da sie über einen erheblich kürzeren Zeitraum erfolgt.Und es ist die Kraft, die Sie bemerken, nicht die Energie.

Eine Explosion ist abstrakt das Auftreten einer hohen Energieumwandlungsrate in der Zeit: Innerhalb kurzer Zeit wird viel Energie "freigesetzt" (dh von chemischer oder nuklearer Energie in Strahlung und Wärme umgewandelt).Es ist wichtig genug, dass die Physik einen Namen für eine solche "Energiedichte in der Zeit" hat: Leistung.

Energie ist interessanter, wenn sie auch im Weltraum konzentriert ist: Ein Laser ist interessanter als eine diffuse Lichtquelle, obwohl beide im Laufe der Zeit dieselbe Strahlungsmenge abgeben können.Hier kommt die Entropie ins Spiel: Konzentrierte Energie ist "nutzbar" (der Energiefluss, der auftritt, wenn die Entropie wächst - d. H. Wenn sich die konzentrierte Energie verteilt - kann verwendet werden).

Aufgrund von Einschränkungen wie der Geschwindigkeit der Proliferation nuklearer und chemischer Reaktionen und letztendlich der Lichtgeschwindigkeit ist eine hohe Energiekonzentration im Raum eine Voraussetzung für eine Hochleistungsexplosion - eine hohe Energiekonzentration in der Zeitvorher.