151029 Kunst -1- Designstudie Forelle

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Eine Explosion ist der physikalische Vorgang des plötzlichen Freisetzens von großen Energiemengen, die zuvor auf kleinem Raum konzentriert waren, in Form einer plötzlichen Volumenausdehnung von Gasen. Die plötzliche Volumenausdehnung verursacht eine Stoßwelle, die bei einer idealen (von einer Punktquelle ausgehenden) Explosion durch das Modell der Detonationswelle beschrieben werden kann. Ursache der stark konzentrierten hohen Energiemenge kann eine chemische Reaktion sein (zum Beispiel durch Sprengstoffe, explosionsfähige Atmosphäre), die zu einer in sehr kurzer Zeit stark ansteigenden Temperatur und Druck führt. Auch andere Ursachen können stark komprimierte Gasblasen erzeugen, zum Beispiel aufgestaute Gase in Vulkanen.

Im engeren Sinne ist eine Explosion eine sehr rasch verlaufende chem. Umsetzung von Explosivstoffen, bei der erhebliche Gas- und Wärmemengen freigesetzt werden. Stark exotherme Reaktionen, die zu einem explosionsartigen Verlauf neigen, sind vor allem Verbrennungsvorgänge, manche Chlorierungs- und Fluorierungsreaktionen (z. B. Chlorknallgasreaktionen) und der Zerfall thermodynamisch sehr instabiler Verbindungen, wie Ethin, Schwermetallacetylide und -azide, Quecksilberfulminat (Knallquecksilber) oder Chlordioxid. Eine große Gruppe von Explosivstoffen enthält den für die Oxidation erforderlichen Sauerstoff im eigenen Molekül (Nitroverbindungen). Eine besondere Gruppe von E. sind die Gasexplosionen. Ein explosibles Gemisch wird definiert als ein Gemisch von brennbaren Stoffen (Gasen, Dämpfen, Nebel brennbarer Flüssigkeiten oder Stäuben) mit einem Oxidationsmittel, meist Luftsauerstoff, in dem sich nach erfolgter Zündung der Verbrennungsvorgang selbständig ausbreitet. Besonders gefährlich sind die Staubexplosionen, bei denen Stäube (Kohlenstaub, Mehl u. ä.) mit Luftsauerstoff explosionsartig verbrennen. Gasgemische reagieren nur innerhalb bestimmter Mischungsverhältnisse explosionsartig (untere und obere Explosionsgrenze). Technisch werden Gemische aus Gasen oder vergasten Flüssigkeiten mit Luft als Treibstoffe in Verbrennungsmotoren und Raketentriebwerken verwendet.

151029 Graffiti Walls -18- Snow Wall on Fire - 10.12.2009

Exotherme Reaktionen, vor allem Kettenreaktionen, verlaufen häufig dann explosionsartig, wenn die freigesetzte Reaktionswärme nicht schnell genug an die Umgebung abgeführt werden kann. Es kommt zur Temperaturerhöhung und damit zu einer weiteren Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit und schließlich zur E. (Wärmeexplosion). Bei verzweigten Kettenreaktionen (komplexe Reaktion) ist das lawinenartige Anwachsen der Kettenträger die eigentliche Ursache der sprunghaften Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit (Kettenexplosion). Die mit der Reaktion verbundene Gasentwicklung und die Ausdehnung dieser Gase aufgrund der Temperaturerhöhung führt zur Ausbildung einer Druckwelle, derExplosionswelle, die sich mit Geschwindigkeiten von einigen hundert bis zu etwa 2000 m s-1 ausbreiten und zu erheblichen Zerstörungen führen kann (Deflagration). Eine E., bei der diese Geschwindigkeit überschritten wird, bezeichnet man als Detonation.Unter Explosionsgeschwindigkeit versteht man die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Reaktionszone im Explosivstoff. Sie muß von der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Druckwelle unterschieden werden.

E. können ausgelöst werden durch Erwärmung der gesamten explosiven Mischung auf eine bestimmte Temperatur, die Zündtemperatur, durch lokale Erwärmung, Funkenbildung oder UV-Licht. Manche Stoffe explodieren bei Einwirkungen von mechanischen Erschütterungen oder Stößen. Kleine Mengen eines hochbrisanten Sprengstoffes können zur Einleitung von E. in einem schwer zündfähigen Explosivstoff dienen (Initialzündung).