據測,大約每4克黑火藥著火燃燒時,可以產生280升氣體,體積可膨脹近萬倍。那麼過程中會消耗多少升氧氣?


首先,黑火藥爆炸或其他炸藥的爆炸是不需要氧氣的,因為黑火藥本身自帶氧化劑。類似其他的炸藥也是如此,因此我們可以有專門炸潛水艇的深水炸彈。

常見的黑火藥配方所謂「一硫,二硝,三木炭」其中的硝酸鉀就在這個過程中起到氧化劑的作用。在黑火藥爆炸過程中硝酸鉀會為硫磺以及木炭提供氧源,同時自身被還原為氮氣,整體反應方程可以用以下方程表示:

2KNO3+ S + 3C -&> K2S + N2 + 3CO2

這個方程式是黑火藥爆炸的主反應方程式,除此之外還有大量的副反應。這個公式可以很清楚的說明黑火藥爆炸的原理,其威力產生分為兩個方面。首先,原料中硝酸鉀,硫磺和木炭都是固體,但是反應過程中產生的氮氣二氧化碳都是氣體,而同質量下氣體的體積是固體體積的1000倍以上,這樣整體就是一個體積增大的反應。同時這個反應是一個放熱反應放熱以後進一步增大氣體體積,造成巨大的威力。

而至於其他的我們常見的爆炸比如說油罐爆炸,這種情況下一般是油罐揮發出來的氣體與空氣混合發生的爆炸(液相本體由於與空氣只在表面接觸因此只發生燃燒),這種爆炸是需要消耗空氣的,具體消耗量與氣體與空氣的比例以及爆炸極限有關。氣體爆炸由於本身反應物是氣體,一般就反應來說體積變化不明顯,主要依靠的是反應過程中產生的熱量增大體積。因此相對於炸藥威力是遜色很多的。


一般來說,炸藥都是不消耗氧氣(乃至不消耗外部任何物質)的,甚至有的炸藥還會生成氧氣……

因為爆炸是一個非常劇烈的過程,如果需要外部物質,比如氧氣的話,反應速率會嚴重受限於外部物質濃度,分子擴散的速率,接觸面積等,所以除非預先和氧氣充分混合,是沒法劇烈爆炸的……

所以一般的炸藥都是「自給自足」的……上面提到的那個例外,也就是雲爆彈的原理……


不需要額外的氧氣吧。


首先答案是零,理想黑火藥不需要外界氧氣,從反應速率上說外氧也來不及

其次,黑火藥產生氣體,這個數據感覺不對

S+2KNO3+3C===K2S+3CO2↑+N2↑

平均氣體分子量為(3*44+1*28)/4=40

也就是

常溫下每22.4升質量為40克

每4克產生2.55克氣體,1.428升如果是高溫下280升,氣體溫度需要從常溫300K提高到58823K,明顯不對


非但不消耗氧氣,也許還能略有小攢。


一般看黑火藥廠家配方,若是嚴格的一硫二硝三木炭的,一般是略微的負氧平衡,消耗氧氣很少

2KNO3+ S + 3C ——&> K2S + N2 + 3CO2,這種是完全理想的環境下,不消耗氧氣,實際上高溫會使得空氣中的氧氣氧化產物之一氮氣,即便如此氧氣消耗量還是很少


推薦閱讀:
相關文章