1 / 56

“Valin efni í efnafræði”; Endurmenntunarnámskeið

“Valin efni í efnafræði”; Endurmenntunarnámskeið fyrir framhaldsskólakennara í raunvísindum, 5. – 6. Júní, 2003. Efnafræði flugelda og loga. Efnafræði flugelda Efnafræði loga Efnahvörf Varmafræði Ljómun/litróf. I. Efnafræði flugelda. Púður Samsetning virkni gasmyndun

hewitt
Download Presentation

“Valin efni í efnafræði”; Endurmenntunarnámskeið

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. “Valin efni í efnafræði”; Endurmenntunarnámskeið fyrir framhaldsskólakennara í raunvísindum, 5. – 6. Júní, 2003 Efnafræði flugelda og loga • Efnafræði flugelda • Efnafræði loga • Efnahvörf • Varmafræði • Ljómun/litróf

  2. I. Efnafræði flugelda • Púður • Samsetning • virkni • gasmyndun • varmamyndun / hitun • hraði púðurvirkni • hvarfgangur • Sprengjur / “kínverjar” • Eldflaugar • drifkraftur • stjörnur • efnafræði stjarna • Gos • Stjörnublys • Litaður reykur • ljósgjafar

  3. Eldflaugar(“rockets”) Blys / stjörnuljós (“sparklers”) Gos (“fountains”) • sprengjur (“bangers”) • stjörnur (“stars”) I. Efnafræði flugelda Flugeldar:

  4. Púður (black powder) Sbr.: I. Efnafræði flugelda Sprengifim efni / “eldsneyti”:

  5. Púður (black powder) Samsetning: 1252 / Roger Bacon (Oxford; múnkur): Saltpétur / KNO3.... 6 Viðarkol / C ....... 5 Brennisteinn /S....... 5 Vatn /H2O.............. ? I. Efnafræði flugelda Sprengifim efni / “eldsneyti”:

  6. Púður (black powder) I. Efnafræði flugelda Sprengifim efni / “eldsneyti”: Samsetning / þróun: /2003

  7. Púður (black powder) I. Efnafræði flugelda Sprengifim efni / “eldsneyti”: Myndun: • Viðarkol(C) + brennisteinn(S) + 2-3%vatn • mulið saman; viðloðun hámörkuð • Rakur “mulningur(1)” + saltpétur (KNO3) • mulið • “mulningur(2)” pressaður (háþrýstingur) í “köku” • kaka muld varlega(!)

  8. Púður (black powder) = lofttegundir / gasþensla I. Efnafræði flugelda Sprengifim efni / “eldsneyti”: Virkni KNO3:C:S:H2O = 75.7:11.7:9,7:2.9 – blöndu:

  9. “stoichiometry” púðurvirkni I. Efnafræði flugelda (g) (s) (s) ng = 0 ng = 8 Virkni einfalds púðurs , KNO3:C:S= 77:17:6 – blöndu): 4KNO3 + 7C + S -> 3CO2 + 3CO + 2N2 + K2CO3 + K2S = Lofttegundir / gasþensla

  10. Gasþensla púðurvirkni P = 1 atm V25oC= 0.38 dm3 1g púður ng = 0,015 mól V2000oC= 2.91 dm3 I. Efnafræði flugelda (g) (s) (s) Virkni einfalds púðurs, KNO3:C:S= 77:17:6 – blöndu): 4KNO3 + 7C + S -> 3CO2 + 3CO + 2N2 + K2CO3 + K2S = Lofttegundir / gasþensla

  11. Útvermið hvarf / DrH < 0 Varmamyndun púðurvirkni: I. Efnafræði flugelda Virkni einfalds púðurs , KNO3:C:S= 77:17:6 – blöndu): 4KNO3 + 7C + S -> 3CO2 + 3CO + 2N2 + K2CO3 + K2S + Orka 4KNO3+7C +S -> 3CO2+3CO+2N2+K2CO3+K2S+orka Þ.e. Orkan helst innan “kerfisins” / sprengingarinnar Þ.e. Orkan fer í hitun (og ljósorku) - fyrstu stigi sprengingarinnar Þ.e. DrH  T

  12. T0 T 4KNO3+7C +S -> 3CO2+3CO+2N2+K2CO3+K2S+orka DTH = HT-HT0 = C(T-T0) > 0 3CO2+3CO+2N2+K2CO3+K2S+orka T0 Varmafræði púðurvirkni: I. Efnafræði flugelda Virkni einfalds púðurs , KNO3:C:S= 77:17:6 – blöndu): 4KNO3 + 7C + S -> 3CO2 + 3CO + 2N2 + K2CO3 + K2S + Orka DrH = 0 DrH(T0) < 0 DrH(T0) + DTH = 0

  13. T0 T0 4KNO3+7C +S -> 3CO2+3CO+2N2+K2CO3+K2S+orka DTH = HT-HT0 = C(T-T0) > 0 3CO2+3CO+2N2+K2CO3+K2S+orka T0 Varmafræði púðurvirkni: I. Efnafræði flugelda DrH = 0 DrH(T0) < 0 DrH(T0) + DTH = 0

  14. T0 T 4KNO3+7C +S -> 3CO2+3CO+2N2+K2CO3+K2S+orka DrH(T0) + C(T-T0) = 0 DTH = HT-HT0 = C(T-T0) > 0 3CO2+3CO+2N2+K2CO3+K2S+orka T0 Hitun við púðurvirkni: I. Efnafræði flugelda DrH = 0 DrH = 0 DrH(T0) = -1688.2 kJ mol-1 DrH(T0) + DTH = 0 • DrH(T0) = C(T-T0) • 1688.2 = C(T-T0)

  15. Hiti við púðurvirkni: T < 3100K I. Efnafræði flugelda 4KNO3+7C +S -> 3CO2+3CO+2N2+K2CO3+K2S+orka DTH = C(T-T0)/kJ • DrH(T0) = C(T-T0) • 1688.2 = C(T-T0)

  16. T0 Ea Orka, E 4KNO3+7C +S DrE/ DrH 3CO2+3CO+2N2 +K2CO3+K2S Gangur hvarfs I. Efnafræði flugelda Hraði púðurvirkni: t.d. 4KNO3+7C +S -> 3CO2+3CO+2N2+K2CO3+K2S+orka

  17. I. Efnafræði flugelda Hraði púðurvirkni: t.d. 4KNO3+7C +S -> 3CO2+3CO+2N2+K2CO3+K2S+orka T1 Ea Orka, E 4KNO3+7C +S DrE/ DrH 3CO2+3CO+2N2 +K2CO3+K2S Gangur hvarfs

  18. I. Efnafræði flugelda Hraði púðurvirkni: t.d. 4KNO3+7C +S -> 3CO2+3CO+2N2+K2CO3+K2S+orka T2 Ea Orka, E 4KNO3+7C +S DrE/ DrH 3CO2+3CO+2N2 +K2CO3+K2S Gangur hvarfs

  19. Ea Ea» 56- 130 kJ mol-1 Háð S - magni I. Efnafræði flugelda Hraði púðurvirkni: t.d. 4KNO3+7C +S -> 3CO2+3CO+2N2+K2CO3+K2S+orka 280oC 400oC

  20. 280oC síðferli frumferli I. Efnafræði flugelda hvarfgangur púðurvirkni: t.d. 4KNO3+7C +S -> 3CO2+3CO+2N2+K2CO3+K2S+orka

  21. síðferli S + lífræn efni -> H2S frumferli 2KNO3 + SO2 -> K2SO4 + 2 NO2; DrH<0 H2S + NO2 -> H2O+S+NO; DrH>0 2S + 2NO2 -> 2SO2+N2; DrH>0 4KNO3+7C +S -> 3CO2+3CO+2N2+K2CO3+K2S+orka I. Efnafræði flugelda hvarfgangur púðurvirkni: 4KNO3+7C +S -> 3CO2+3CO+2N2+K2CO3+K2S+orka 290oC KNO3 + lífræn efni -> NO2 : : “keðjuhvörf”

  22. I. Efnafræði flugelda sprengjur (“bangers”)

  23. 3CO2+3CO+2N2+ K2CO3+K2S+orka = (g) I. Efnafræði flugelda sprengjur (“bangers”) t.d. 4KNO3+7C +S

  24. 2g 2 g (4KNO3+7C +S) 3CO2+3CO+2N2+ K2CO3+K2S+orka ng = 0.032 mól T=2500K V= 4 cm3 I. Efnafræði flugelda sprengjur (“bangers”) t.d. 4KNO3+7C +S P= 1640 atm!!

  25. Hljóðbylgja: 20 log( ) / dB Yfirþrýstingur Viðmiðunarþr. Hljóðbylgja: 20 log( ) = 160 dB 0.02 Yfir- Þrýstingur ~ 0.02 bör 20 10-11 I. Efnafræði flugelda sprengjur (“bangers”) Orka~ 5 kJ

  26. púður t.d. 4KNO3+ 7C +S CO CO2 N2 I. Efnafræði flugelda Eldflaugar(“rockets”) Stýrirými:

  27. Stjörnu- hýsi “Stjörnu- kúlur” Þversnið: púður Kveiki- Þráður “Stjörnu- kúlur” Kveiki- Þráður I. Efnafræði flugelda Eldflaugar(“rockets”) púður t.d. 4KNO3+ 7C +S

  28. I. Efnafræði flugelda Eldflaugar(“rockets”)

  29. M(s)/MY(s) + Púður(t.d.KNO3/KClO4+C+S) M/MY + Púður-> M*(g) + Myndefni; M/MY + Púður-> MX*(g) + Myndefni; DH<0 M* -> M + hn MX* -> MX + hn I. Efnafræði flugelda Eldflaugar(“rockets”) ?

  30. M/MY + Púður-> M*(g) + Myndefni; * * * orka M* -> M + hn M* Þ.e.: M I. Efnafræði flugelda Eldflaugar(“rockets”)

  31. * * (( )) orka I. Efnafræði flugelda Eldflaugar(“rockets”) M/MY + Púður-> MX*(g) + Myndefni; (( ))

  32. T.D. Ba(NO3)2 KClO4 o.fl. D KCl +2O2 D Ba2+ K++Cl- * BaCl+ BaCl+ + hn I. Efnafræði flugelda stjörnuljós / GRÆN M/MY + Púður-> MX*(g) + Myndefni;

  33. I. Efnafræði flugelda stjörnuljós / GRÆN

  34. Green star I. Efnafræði flugelda stjörnuljós / GRÆN M/MY + Púður-> MX*(g) + Myndefni; T.D. Ba(NO3)2 KClO4 o.fl. D KCl +2O2 D Ba2+ K++Cl- * BaCl+ BaCl+ + hn

  35. T.d. Sr(NO3)2 SrCO3 KClO4 KNO3, o.fl. SrCl+* SrOH+* SrO* hn I. Efnafræði flugelda stjörnuljós / Rauð M/MY + Púður-> MX*(g) + Myndefni;

  36. I. Efnafræði flugelda stjörnuljós / Rauð

  37. T.d. Sr(NO3)2 SrCO3 KClO4 KNO3, o.fl. SrCl+* SrOH+* SrO* hn Red star I. Efnafræði flugelda stjörnuljós / Rauð M/MY + Púður-> MX*(g) + Myndefni;

  38. Flugeldar vs lotukerfið: I. Efnafræði flugelda

  39. “afoxari” Flugeldar vs lotukerfið: I. Efnafræði flugelda K+M+ ->K++M

  40. Flugeldar vs lotukerfið: I. Efnafræði flugelda

  41. I. Efnafræði flugelda Stjörnublys og gos

  42. I. Efnafræði flugelda Stjörnublys og gos

  43. D I. Efnafræði flugelda gos

  44. Svarthluta- geislun I. Efnafræði flugelda gos

  45. titanium I. Efnafræði flugelda gos

  46. t.d.: Fe, (“stjörnur”) Al, (“eldsneyti”) Ba(NO3)2, (“eldsneyti”) Dextrin (bindiefni) 10Al + 3Ba(NO3)2 -> 3BaO + 3N2 + 5Al2O3 DH<0 : : Stál- teinn hn Fe* FeO* Fe FeO + hn I. Efnafræði flugelda Stjörnublys

  47. Púður + lífrænt litarefni -> lífrænt litarefni* DH<0 lífrænt litarefni* -> lífrænt litarefni+ Sbr.: hn I. Efnafræði flugelda Litaður reykur (Coloured smokes):

  48. p tengja kerfi I. Efnafræði flugelda Litaður reykur: Sbr.:

More Related