Știința în spatele petardelor și a scânteilor

Focurile de artificii au fost o parte tradițională a sărbătorilor de Anul Nou, deoarece au fost inventate de chinezi în urmă cu aproape o mie de ani. Astăzi sunt afișate focuri de artificii în majoritatea sărbătorilor. V-ați întrebat vreodată cum funcționează? Există diferite tipuri de artificii. Petarde, scântei și obuze aeriene sunt toate exemple de artificii. Deși au câteva caracteristici comune, fiecare tip funcționează puțin diferit.

Cum funcționează petarde

Petardii sunt artificiile originale. În forma lor cea mai simplă, petardele constau din pulberi învelite în hârtie, cu o siguranță. Praful de gunoi este format din 75% azotat de potasiu (KNO) ₃), 15% cărbune (carbon) sau zahăr și 10% sulf. Materialele vor reacționa unul cu celălalt atunci când se aplică suficientă căldură. Iluminarea siguranței furnizează căldura pentru a aprinde un petard. Cărbunele sau zahărul sunt combustibilul. Nitratul de potasiu este oxidantul, iar sulful moderează reacția. Carbonul (din cărbune sau zahăr) plus oxigenul (din aer și azotatul de potasiu) formează dioxid de carbon și energie. Nitratul de potasiu, sulful și carbonul reacționează formând gaze de azot și dioxid de carbon și sulfură de potasiu. Presiunea din azot și dioxid de carbon în expansiune explodează ambalajul de hârtie al unui petard. Zgomotul puternic este pop-ul ambalajului distrus.

Cum funcționează Sparklers

Un spumant constă dintr-un amestec chimic care este modelat pe un baston sau sârmă rigidă. Aceste substanțe chimice sunt adesea amestecate cu apă pentru a forma o suspensie care poate fi acoperită pe un fir (prin scufundare) sau turnată într-un tub. Odată ce amestecul se usucă, ai un spumant. Pentru a crea scântei strălucitoare, aluminiu, fier, oțel, zinc sau magneziu pot fi folosiți. Un exemplu de rețetă simplă de spumant constă în perclorat de potasiu și dextrină, amestecat cu apă pentru a acoperi un băț, apoi scufundat în fulgi de aluminiu. Fulgii metalici se încălzesc până când sunt incandescenți și strălucesc puternic sau, la o temperatură suficient de ridicată, arde efectiv. Se pot adăuga o varietate de substanțe chimice pentru a crea culori. Combustibilul și oxidantul sunt proporționate, împreună cu celelalte substanțe chimice, astfel încât spumantul arde încet decât să explodeze ca un petard. Odată ce un capăt al spumantului este aprins, acesta arde progresiv până la celălalt capăt. În teorie, capătul bastonului sau al firului este potrivit pentru a-l susține în timp ce arde.

Cum funcționează rachetele și scoicile aeriene

Atunci când majoritatea oamenilor se gândesc la „focuri de artificii”, o coajă aeriană îi vine în minte. Acestea sunt artificiile care sunt împușcate pe cer pentru a exploda. Unele artificii moderne sunt lansate folosind aer comprimat ca propulsor și au explodat folosind un cronometru electronic, dar majoritatea obuzelor aeriene rămân lansate și explodate folosind praf de pușcă. Învelișurile aeriene pe bază de pușcă funcționează în esență ca rachetele în două etape. Prima etapă a unui înveliș aerian este un tub care conține praf de pușcă, care este aprins cu o siguranță la fel ca un petard mare. Diferența este că praful de pușcă este folosit pentru a propulsa focul de artificii în aer, mai degrabă decât pentru a exploda tubul. Există o gaură în partea de jos a focului de artificii, astfel încât gazele în expansiune de azot și dioxid de carbon lansează focul de artificii în cer. A doua etapă a cochiliei aeriene este un pachet de praf de pușcă, mai mult oxidant și coloranți. Ambalarea componentelor determină forma focului de artificii.