Explosion

[Ktsfer]

Bonjour,

j'aimerais savoir quelle vitesse maximale peuvent atteindre les molécules d'un gaz lorsqu'il se produit une explosion se produit (par exemple dans un canon).
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[obi76]

Supérieur à Mach1. Après ça dépend. Par exemple pour une explosion nucléaire, ça fait une jolie sphère car les molécules vont plus vite que Mach1, sphère qui se désagrège lorsque l'onde de choc de l'explosion la rattrape (en général après quelques centaines de mètres de rayon). Tout ça pour dire que ça doit être très très supérieur à mach.

[LPFR]

Bonjour.
La vitesse des molécules ne dépend que de leur température. Si on connaît cette dernière, on peut la calculer à partir de:

où k est la constante de Boltzmann, T la température absolue et n le nombre de degrés de liberté des molécules: 3 pour les gaz monoatomiques, 5(je crois) pour les gaz diatomiques et plus pour les molécules de plus d'atomes.
La température des explosions atteint quelques milliers de degrés; mais dans les réactions chimiques exothermiques (comme ici), la température à une tendance à limiter la réaction, qui ne se déroule complètement qu'à mesure que les gaz se refroidissent.
Au revoir.

[Deedee81]

j'aimerais savoir quelle vitesse maximale peuvent atteindre les molécules d'un gaz lorsqu'il se produit une explosion se produit (par exemple dans un canon).

Salut,

C'est un peu vague comme question. Il serait intéressant de savoir pourquoi tu as besoin de connaitre ce maximum ?
EDIT : la réponse de LPFR me fait d'ailleurs dire : tu parles de vitesse d'agitation thermique ou de vitesse d'éjection ?

En théorie, il n'y a pas de vitesse maximale. Tout dépend de l'explosion (enfin, si, il y a la vitesse de la lumière ). Le gaz éjectée par une supernovae, ça va TRES vite.

Dans les explosions courantes, la vitesse peut monter à quelques machs (note qu'à température ambiante, la vitesse d'agitation thermique d'une molécule d'air tourne déjà autour de celle du son, en fait, environ 500 m/s).

Maintenant, pour des cas particuliers : canons, fusils, pistolets, dynamite, etc.... Je ne connais pas les chiffres. Tout ce que je sais c'est que la poudre à canon donne une déflagration (vitesse < vitesse du son) et la nitro donne une détonation (vitesse > vitesse du son, formation d'une onde de choc).

A la sortie d'un moteur ionique les molécules vont beaucoup plus vite, mais, bon, ce n'est pas une explosion

[A voir en vidéo sur Futura]

[Ktsfer]

Merci beaucoup pour la formule, je cherche juste à montrer que un canon (d'artillerie par exemple) possède un inconvéniant majeur qui est la vitesse maximale que l'obus peut atteindre, justement duent aux contraintes de température qu'impose une explosion.

[LPFR]

Merci beaucoup pour la formule, je cherche juste à montrer que un canon (d'artillerie par exemple) possède un inconvéniant majeur qui est la vitesse maximale que l'obus peut atteindre, justement duent aux contraintes de température qu'impose une explosion.

Re.
Tout dépend principalement de
-la pression dans le canon, qu'il faut limiter pour qu'il n'explose pas lui même.
-la masse de l'obus.
-la longueur de la course à l'intérieur du canon.

Si l'obus à une masse nulle (pas très méchant comme obus) sa vitesse est la vitesse d'expansion des gaz de l'explosion. Et cette vitesse est la vitesse du son dans ces gaz. Elle dépend de la nature des gaz et surtout de leur température. Plus elle celle-ci est élevée, plus celle-là elle est grande.
Donc, pour avoir des vitesses d'obus élevées il fut des gaz très chauds, des pressions très élevées et des canons très longs.
A+

[Jaunin]

Bonjour,
Je peux vous donner quelques informations succinctes sur les vitesses de détonation des explosifs :

Mercury fulminate 5'400 [m/s]
Diazodinitrophenol 7'000[m/s]
Pentrite 8'300 [m/s]
Hexogen 8'550[m/s]
Et d'autres.

Pour la portée des canons, et le fonctionnement de la balistique intérieur, vous pouvez voir ce site :
http://fred.elie.free.fr/balistique_interieure.htm
Cordialement.
Jaunin__