L’énergie d’explosion est-elle canalisée?

RedHelmet

L’énergie d’explosion est-elle canalisée?


Chaque fois qu’il y a une explosion à l’intérieur du canon d’un pistolet, la balle tire avec l’énergie de l’explosion. Ma question est:

Supposer

E

quantité d’énergie est libérée de l’explosion. Ensuite, la balle utilise-t-elle presque toute cette énergie ou seulement une fraction de celle-ci, car le reste de l’énergie va pousser contre les parois du canon, qui est ensuite simplement gaspillé en énergie vibratoire et finalement en chaleur. Je veux dire, cela signifie-t-il que la balle commence avec seulement, disons, 1/6 de l’énergie totale d’explosion (considérant que le baril est cubique pour plus de simplification).

James

Voir la section « Efficacité énergétique des armes à feu » de en.wikipedia.org/wiki/Physics_of_firearms pour une ventilation énergétique d’une petite arme à feu typique. Il prétend que seulement 32% de l’énergie est convertie en énergie cinétique de balle. @JohnRennie: Je pensais que le pourcentage serait plus élevé, comme vous le suggérez également dans votre réponse.

Réponses


 John Rennie

Lorsque le propulseur explose, il crée un gaz chaud à haute pression, et la pression de ce gaz pousse la balle le long du canon.

Balle

L’énergie de la balle est égale au travail effectué sur elle, donc l’énergie à une certaine distance

le long du canon sera:

E = 1 2 m v 2 = A 0 P ( x ) X

E = 1 2 m v 2 = UNE 0 P ( X ) X

UNE

est l’aire de la balle, bien que le calcul de l’intégrale soit difficile. Le propulseur ne brûle pas instantanément, la pression est donc une fonction compliquée du temps ainsi que de la distance parcourue par la balle. Il y aura également un terme de friction à soustraire de cette énergie, bien qu’il s’agisse probablement d’une petite correction.

Tu demandes:

comme le reste de l’énergie entre en poussant contre les parois du baril qui est ensuite simplement gaspillé en énergie vibratoire et finalement en chaleur

mais le gaz ne fonctionne pas sur les parois du canon, donc aucune énergie n’est perdue de cette façon. Cependant, il y aura une certaine perte de chaleur dans les parois du canon et cela refroidira le gaz, diminuera sa pression et réduira la quantité de travail qui peut être effectuée sur la balle. Cependant, la durée du voyage de la balle dans le canon est très courte, il n’y a donc probablement pas beaucoup de chaleur perdue de cette façon. La majeure partie de l’énergie ira dans l’énergie cinétique de la balle.

RedHelmet

Est-ce la poudre à canon qui se transforme en gaz par réaction chimique?

John Rennie

@ user115962: oui.

James

Le gaz sera toujours à une pression élevée lorsque la balle atteindra l’extrémité du canon, donc une partie de l’énergie ira dans les ondes sonores à mesure que ce gaz se dilatera. Je ne connais pas les pourcentages, mais je pense que ce serait une quantité importante d’énergie pour un canon à canon court.

John Rennie

@James: oui, et je ne sais pas non plus quelle est la pression lorsque la balle sort du canon. Cependant, je suppose que le gaz a augmenté d’au moins un facteur dix, même pour un pistolet, de sorte que la pression aura chuté de 90%.

 

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