Esplosione
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Un'esplosione è un improvviso e violento rilascio di energia meccanica, chimica o nucleare, normalmente con produzione di gas ad altissima temperatura e pressione. L'espansione istantanea di questi gas crea un'onda d'urto nel mezzo in cui avviene, che in assenza di ostacoli si espande in una sfera centrata nel punto dell'esplosione. Se incontra ostacoli esercita su di essi una forza tanto maggiore quanto maggiore è la superficie investita e quanto più è vicina al centro dell'esplosione.
Si definisce quindi esplosivo una sostanza o una miscela di sostanze che, in determinate condizioni, reagiscono con un'esplosione.
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[modifica] Esplosione chimica
I più usati esplosivi artificiali sono esplosivi chimici, che normalmente comprendono una rapida e violenta reazione di ossidazione che produce una notevole quantità di gas ad alta temperatura. Sono esplosivi molto versatili, compatti, disponibili in quantità e in ogni tipo.
Le esplosioni chimiche vengono suddivise in deflagrazioni, nelle quali la propagazione della reazione chimica di esplosione è una forma di combustione endogena che procede nel materiale a velocità subsonica, e detonazioni, nelle quali la reazione chimica di esplosione non è una combustione ma una decomposizione diretta della molecola di esplosivo, innescata direttamente dall'onda d'urto: la reazione di esplosione procede quindi alla velocità del suono in quella particolare sostanza attraverso tutto il materiale, e la pressione e temperatura finale dei prodotti di reazione sono quindi molto più elevate.
La polvere nera è stato il primo esplosivo chimico scoperto dall'uomo che ne ha potuto disporre a partire dal XII secolo.
Due pietre miliari nello sviluppo degli esplosivi sono la nitroglicerina e la dinamite, derivato desensibilizzato della prima; oggi si usano per lo più tritolo e nitrato d'ammonio grazie alla loro potenza e insensibilità che li rendono molto sicuri e pratici da maneggiare.
[modifica] Classificazione aree
Le aree a pericolo di esplosione vengono classificate in europa secondo normative ATEX.
[modifica] Esplosione fisica
Le esplosioni sono comuni in natura. Sulla Terra molte esplosioni naturali si originano dai fenomeni vulcanici di vario tipo; le protuberanze e i brillamenti solari sono un'esempio di esplosioni comuni sul Sole, e probabilmente sulla maggior parte delle stelle.
Un nuovo tipo di esplosivo, la bomba atomica, fu inventato dagli USA nel 1945. Nel 1950 i militari USA svilupparono la prima bomba a fissione.
[modifica] Esplosioni per transizione di fase
Per ottenere una esplosione si possono usare anche metodi fisici: in genere sfruttando le differenze di temperatura fra due materiali per ottenere una transizione immediata da liquido o solido a vapore. Per esempio, lasciar cadere un cubetto di ghiaccio in una padella d'olio bollente provoca il passaggio diretto da ghiaccio a vapore, facendo esplodere l'olio e disintegrare il cubetto di ghiaccio (nota: l'olio bollente schizzerà in ogni direzione fino ad alcuni metri di distanza; quello versato prenderà fuoco a contatto con la fiamma del gas, devastando la cucina e incendiando quello rimasto nella padella).
La rottura improvvisa di un contenitore di gas liquefatto come l'azoto o l'ossigeno, in seguito ad un impatto molto forte, provoca l'immediato ritorno di questo allo stato gassoso: durante l'intervallo fra le due guerre mondiali venne presa in considerazione dalle forze armate di diversi paesi l'idea di fabbricare bombe ad aria liquida.
Le eruzioni vulcaniche esplosive avvengono quando il magma in risalita dalle profondità del mantello contiene troppo gas disciolto: la diminuzione di pressione del magma ascensionale provoca l'ebollizione del gas della soluzione, con un rapido aumento del volume. Una volta in superficie, l'improvvisa depressione provoca l'esplosione del gas.
[modifica] Esplosioni cinetiche
Esplosioni avvengono anche come risultato di collisioni fra oggetti che viaggiano ad alta velocità: quando l'onda d'urto meccanica non è sufficiente a dissipare l'energia dell'urto stesso, questa si concentra nel sito di contatto provocando un aumento della temperatura e della pressione locali che, in genere entro qualche millisecondo al massimo, arriva a infrangere i due oggetti e a proiettare i loro frammenti in ogni direzione. Se la velocità e la massa dei due oggetti è sufficiente, l'accumulo istantaneo localizzato di calore e pressione può essere tale da vaporizzare e/o fondere parzialmente il materiale.
