Jak reaktivní látky dávají věci do pohybu: od šlehačky po raketové palivo

13

Je to jednoduchá fyzika. Potřebujete něco, co se rychle rozšíří, abyste prosadili něco jiného. Tomuto něčemu se říká pohonná hmota. Může to být plyn. Kapalný. Nebo pevné tělo. Cíl je vždy stejný: komunikovat pohyb.

Ve vaší kuchyni se pohonná hmota pravděpodobně skrývá na očích. Přemýšlejte o plechovce šlehačky. Samo od sebe nevystřelí. Pohybuje se na vlně stlačeného plynu. Obvykle se zde objevuje oxid dusný. Fungovat bude i oxid uhličitý. Tyto plyny zůstávají pod tlakem plynné. Roztahují se, když stisknete ventil. Produkt je následuje. Jen.

Ale ne všechny pohonné látky zůstávají plynné. Některé pod tlakem zkapalní. Po uvolnění se pak okamžitě vypaří. Tato změna fáze přidává tah. Pomáhá vytlačit látku větší silou.

Předpisy pro tyto plyny se změnily. Po desetiletí kosmetika, barvy a insekticidy používají halogenované uhlovodíky. Zejména fluorované uhlovodíky. Byly účinné. Pracovali dobře. Pak si vědci uvědomili, že ničí ozónovou vrstvu. Ohrožení zemské atmosféry se stalo zřejmým. Vlády zasáhly. Mnoho zemí tyto chemikálie zakázalo. Nyní je lze nalézt pouze v nezbytných aplikacích. Některé léky. Pesticidy. Mazadla. Čističe pro jemná elektronická zařízení. V běžných plechovkách od barev je už neuvidíte.

Pohonná látka je jakýkoli plyn, kapalina nebo pevná látka používaná k udělování pohybu expanzí.

Podívejte se za aerosolovou nádobku. Tento princip platí pro mnohem destruktivnější aplikace. Rakety. Zbraň. Vojenské vybavení. Zde dochází k rychlému spalování pohonné látky. Promění se v plyn. Expanze vytváří obrovský tlak. Objekt se pohybuje.

Černý prášek byl po staletí první volbou. Střílel kulky. Vypustil rané rakety. Dobře sloužil až do dvacátého století. Pak přišel dvojitý černý prášek. Jedná se o směs nitroglycerinu a nitrocelulózy. Asi čtyřicet procent nitroglycerinu. Šedesát procent nitrocelulózy. Pálí to jinak. Je stabilnější.

Moderní věda šla ještě dále. Nyní máme lité chloristanové pohonné hmoty. Jako oxidační činidlo používají chloristan. Jako palivo fungují oleje nebo kaučuky. Běžné jsou také kompozitní pohonné látky. Používají plastové pojivo. Aktivní složky mohou zahrnovat pikrát amonný, dusičnan draselný nebo dusičnan sodný. Chemie je složitá. Výsledkem jsou předvídatelné chutě.

Kapalné pohonné hmoty nabízejí jinou sadu možností. Ne vždy se míchají dohromady. Monopropelanty, jako je nitromethan, obsahují jak palivo, tak okysličovadlo. Potřebují jen jiskru. Nebo katalyzátor. Zapalují se zvenčí.

Bipropelanty jsou různé. Palivo a okysličovadlo skladují odděleně. Kapalný kyslík se setkává s kapalným vodíkem. Jsou v různých nádržích. Vstřikují se do spalovací komory na poslední chvíli. K výbuchu dojde uvnitř motoru.

Vícepropelanty jdou ještě o krok dále. Používají několik oxidačních činidel. Několik druhů paliva. Směs je přizpůsobena specifickým požadavkům mise.

Proč vám na tom záleží? To je důležité, protože pohyb je základem moderního života. Jídlo, které jíte. Lék, který užíváte. Vozidla, která přepravují zboží přes oceány. Všechny spoléhají na řízenou expanzi. Odešli jsme z černého prachu