強さ（爆発力）

爆発物において、強度は爆発物が周囲の物質を動かす能力を決定するパラメータです。これは反応の総ガス収量と発生する熱量に関係しています。参照: ブリサンス。

爆発物の強度、つまり潜在能力とは、爆発によって生じたガスが、元の体積から断熱膨張し、圧力が大気圧まで下がり、温度が 15°C まで下がるまでの間に実行できる総仕事量です。したがって、潜在能力とは、等価仕事単位で表した場合の一定体積で放出される熱の総量であり、爆発物の強度の尺度となります。

爆発の強度は、例えばトラウズル鉛ブロック試験によって測定されます。

爆発は、一般的に 2 つの条件下で発生する可能性があります。1 つ目は、圧力 (大気圧) が一定の開放された空気のような非密閉状態、2 つ目は、容積が一定の密閉されたチャンバーのような密閉状態です。どちらの場合も放出される熱エネルギーは同じですが、非密閉爆発では、一定量が周囲の空気を押し戻すための仕事エネルギーとして使用され、熱として失われます。爆発容積が小さい密閉爆発 (銃の火薬室で発生する爆発など) では、爆発熱のほとんどすべてが有用なエネルギーとして保存されます。断熱条件下で一定容積で放出される熱量を計算し、熱単位から同等の仕事単位に変換すると、仕事の可能性または容量が得られます。

したがって、もし

Q _{mp は}、15°C および一定圧力 (大気圧) の爆発物 1 モルから放出される熱の総量を表します。

Q _mvは15°C、定積で爆発物1モルから放出される全熱量を表す。

W は、閉じ込められていない爆発で周囲の空気を押し戻すのに費やされる仕事エネルギーを表すため、理論上の正味熱としては利用できません。

そして、一定圧力の場合、エネルギーが仕事に変換されるため、

Q _mv = Q _mp + W

そこからQ _mvの値が決定されます。その後、爆発物のモルの電位を計算できます。この値を使用して、他の重量の爆発物の電位を単純な比率で決定できます。

初期状態と最終状態の原理、および生成熱表（実験データから得られる）を使用すると、一定圧力で放出される熱を簡単に計算できます。

m n

Q _mp = v _i Q _fi - v _k Q _fk

1 1

どこ：

Q _fi = 定圧下での生成物 i の生成熱

Q _fk = 定圧下での反応物kの生成熱

v = 各生成物/反応物のモル数（mは生成物の数、nは反応物の数）

爆発のガス生成物によって消費される仕事エネルギーは次のように表されます。

W = P dv

圧力が一定で初期体積が無視できる場合、この式は次のようになります。

W = P·V ₂

生成熱は標準大気圧（101 325 Pa、1 Pa = 1 N/m ²）および15°Cで計算されるため、V _{2 は}これらの条件下で生成ガスが占める体積です。この時点で

W /mol = (101 325 N/m ² )(23.63 L/mol)(1 m ³ /1000 L) = 2394 N・m/mol = 2394 J/mol

適切な変換係数を適用することで、作業をキロカロリー単位に変換できます。

W /モル = 0.572 kcal/モル

化学反応のバランスが取れたら、生成されるガスの量と膨張の仕事を計算できます。これが完了すると、電位を決定するために必要な計算を実行できます。

TNTの場合:

C ₆ H ₂ (NO ₂ ) ₃ CH ₃ → 6CO + 2.5H ₂ + 1.5N ₂ + C

10モル

それから：

Q _mp = 6(26.43) – 16.5 = 142.08 kcal/モル

注: 自然状態の元素 (H ₂、O ₂、N ₂、C など) は生成熱表の基礎として使用され、値 0 が割り当てられます。表 12-2 を参照してください。

Q _mv = 142.08 + 0.572(10) = 147.8 kcal/モル

前述のように、Q _{mv を}等価仕事単位に変換したものが爆発物の潜在力です。(MW = 爆発物の分子量)

電位 = Q _mv kcal/mol × 4185 J/kcal × 10 ³ g/kg × 1 mol/(mol·g)

電位 = Q _mv (4.185 × 10 ⁶ ) J/(mol·kg)

TNTの場合、

電位 = 147.8 (4.185 × 10 ⁶ )/227.1 = 2.72 × 10 ⁶ J/kg

爆発物の分野では、このような大きな数字を表にするのではなく、TNTを標準爆発物として、他の爆発物にTNTに対する相対的な強度を割り当てます。TNTの潜在能力は、上で計算したところ2.72 × 10 ⁶ J/kgです。相対強度（RS）は次のように表すことができます。

RS = 爆発の潜在力/(2.72 × 10 ⁶ )