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爆弾の熱効率って何で100%に近くないのか

1 :あるケミストさん:2009/03/04(水) 19:18:43
爆弾が爆発すると、数千気圧、数千度もの温度が発生する。
ここまで高温・高圧だと、熱力学での計算上、熱効率は限りなく100%に近くなるはずだ。
なのに、なぜそうならないのか理由を考えてみようと思います。

1.周囲の空気が爆発生成ガスの膨張を邪魔しているから
2.化学平衡により、温度上昇が妨げられる
3.いくら高エネルギーでも生成ガスの運動量が爆薬の質量に依存するので、威力が頭打ちになる。
4.熱→仕事(衝撃波)→音→熱に変わっているから、見かけ上、熱効率が低いように見える
5.衝撃波を伝播する空気の粘性等により、近距離でも威力が減衰してしまう。
(直径10cmの球体状の爆薬だと、直径1m内にある空気が爆薬と同じ質量を持っている為、1mの距離でも威力は遥かに減衰する)
6.爆速がまだ足りない。(同じエネルギーでも爆圧のピークが低いとコンクリートや鋼鉄などは到底破壊できない)

皆さんはどれが一番要素が高いと考えますか。
もしくはこれ以外に熱効率を減少させる要素があると思いますか。


2 :あるケミストさん:2009/03/04(水) 23:23:22
馬鹿には自爆がふさわしい。死ね。

3 :あるケミストさん:2009/03/05(木) 02:06:04
まてまて、死ぬ前にお前のいうところの「熱効率」を定義しておいてくれ。
日本語で使われる「熱効率」とはちょっと違うようだからな。

> ここまで高温・高圧だと、熱力学での計算上、熱効率は限りなく100%に近くなるはずだ。

ここらへんカルノーサイクルでも誤解しているのだろうが。興味は尽きない。

4 :あるケミストさん:2009/03/05(木) 08:18:45
>>1
爆弾内部に、Aというモノ、Bというモノが隣接しているとする。
左にA、右にBが、 あるとして爆発時に、  A←  →B  と動くなら問題はない。

  →A B← と動く場合、AとBが衝突することになる。当たり前なことながら、男性衝突とはならないので、
 エネルギー損失が起こる。で、衝突が起こった結果、Aが左、Bが右向きに動くことになる。

このような経過を経て、爆弾内にあるものが、外側方向に移動することになる。
従って、男性衝突によるエネルギー損失はかなり大きい。

5 :あるケミストさん:2009/03/05(木) 13:49:24
>男性衝突

ヤクザの車に追突ですかわかりません (><)

6 :1:2009/03/05(木) 19:11:15
>>2
自爆するほどドジじゃありませんよ。
>>3
ここでいう熱効率は爆薬の仕事量(生成ガスや衝撃波の運動エネルギー)を爆発熱で割ったものという事にしてください。
カルノーサイクルとは違いますが、高温・高圧のガスが膨張して仕事をするという点では同じですよね。
カルノーサイクルと違って、圧縮工程が無いし、さらにカルノーサイクルのそれより高温高圧なので、熱効率は高いはずなのですが…
>>4
分子同士が衝突するなら弾性によるエネルギー損失は無いですし、
内側から信管で爆発させるから、
生成ガスA←爆心→生成ガスB
となり衝突は起こらないと思うのですが、いかがでしょうか?


7 :あるケミストさん:2009/03/05(木) 22:13:36
科学の世界って、一応は共通言語で成り立ってるんだわな。
>>1の使う言語はその共通言語の範疇にはないらしいぞ。

8 :あるケミストさん:2009/03/06(金) 02:20:45
>>6
勝手に熱効率を定義するのは感心しない。
他の人間にもわかるはずだ、と期待するのはもっと感心しない。
>>7の言うとおり、そんなことを続けていれば我々は虎のことを話しているのか
鳥の話をしているのかわからなくなってしまうだろう。(この部分ボルヘス風)

全体的に君には基礎的な化学トレーニングが不足しているようだ。
「カルノーサイクルのそれより高温高圧なので」、って、カルノーサイクルはあくまで
理想的なサイクルで実際に存在するものではない。どんな高温高圧でも想定できる。
こんな勘違いをするのは、熱力学を真面目に勉強していない証拠だ。また、「分子同士が
衝突するなら弾性によるエネルギー損失はない」という一節も問題大有りだと指摘しておこう。
せっかくそれだけ興味があるなら、ちゃんとした場所で勉強した方がいいんじゃないか?
老婆心ながら指摘しておく。

9 :あるケミストさん:2009/03/08(日) 23:57:37
>>6
>>8でも突っ込まれてるけど、「分子同士が衝突するなら弾性によるエネルギー損失は無い」ってことは無い。
かなりのエネルギー損失がそこで起こってる。

あと、爆心が中央にあるとしても、隣接してるものやら、爆弾容器の壁との衝突やら、いろんな衝突がミクロには起こってるわけで、
そういうものが結構無視できない。


まあ、率直にいって、(言葉の定義がよくわからないので何ともいいにくいという点はおいといて)、4,5あたりの、
要するに、「莫大な量の空気を振動させているために無駄にエネルギーをロスしている」という影響がデカいでしょ。
空気の粘性も含めて。それと、爆風として「仕事」をしている空気ってのは、ほんとに僅かしかないわけで、すかしっ屁みたいな
小さい風としてエネルギーが使われてしまってる分がそれなりにあるんだわな。

10 :あるケミストさん:2009/03/12(木) 21:31:51
被爆発物に与えられる仕事という面では
発破に代表される密閉された場所に置かれた爆発物の効率は良くなるだろうけど
IEDのような道端に転がっているような物では効率下がるだろうな

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