Letupan

Letupan, juga dikenali sebagai ledakan ialah peningkatan pesat isi padu dan pembebasan tenaga dengan cara yang melampau, biasanya dengan penjanaan suhu yang tinggi dan pelepasan gas. Letupan supersonik dicipta oleh bahan letupan tinggi yang dikenali sebagai detonasi dan perjalanan melalui gelombang kejutan supersonik. Letupan subsonik yang dicipta oleh bahan letupan rendah melalui proses pembakaran yang lebih perlahan dikenali sebagai deflagrasi. Komponen letupan yang kedengaran dirujuk sebagai "laporan" apabila disebabkan oleh peranti buatan manusia seperti roket yang meletup atau bunga api (yang juga boleh digunakan sebagai kata kerja, contohnya, "roket dilaporkan kuat apabila terhentam")

Punca

Semula jadi
Letupan boleh berlaku dalam alam semula jadi. Kebanyakan letupan semula jadi timbul daripada proses gunung berapi daripada pelbagai jenis. Letupan letusan gunung berapi berlaku apabila magma yang semakin meningkat dari bawah telah banyak membubarkan gas di dalamnya; pengurangan tekanan sebagai kenaikan magma menyebabkan gas untuk gelembung daripada penyelesaian, menyebabkan peningkatan pesat dalam jumlah. Letupan juga berlaku akibat peristiwa kesan dan dalam fenomena seperti letupan hidroterma (juga kerana proses gunung berapi). Letupan juga boleh berlaku di luar Bumi di alam semesta dalam peristiwa seperti supernova. Letupan kerap berlaku semasa kebakaran belukar di hutan kayu putih di mana minyak yang tidak menentu di puncak pokok tiba-tiba terbakar.

Badan-badan haiwan juga boleh meletup, kerana sesetengah haiwan menampung sejumlah besar bahan mudah terbakar seperti lemak haiwan. Ini, dalam kes-kes yang jarang berlaku, menyebabkan haiwan semula jadi meletup.

Astronomi
Antara letupan terbesar dalam alam semesta ialah supernova, yang terhasil apabila bintang meletup dari permulaan secara tiba-tiba atau pelakuran nuklear terhenti, dan ledakan sinar gamma, yang alam semula jadi masih lagi dalam beberapa pertikaian. Suar suria adalah satu contoh letupan biasa di Matahari, dan mungkin kebanyakan bintang-bintang lain juga. Sumber tenaga untuk aktiviti suar solar berasal dari kusut garisan medan magnet yang terhasil daripada putaran plasma konduktif Matahari. Satu lagi jenis letupan astronomi besar berlaku apabila meteoroid yang agak besar atau asteroid kesan permukaan objek lain, seperti planet.

Kimia

Bahan letupan buatan yang paling biasa ialah bahan letupan kimia, biasanya melibatkan tindak balas pengoksidaan pesat dan ganas yang menghasilkan sejumlah besar gas panas. Serbuk letupan adalah bahan letupan pertama yang ditemui dan digunakan. Perkembangan awal penting lain dalam teknologi bahan letupan kimia adalah pembangunan daripada nitroselulosa Frederick Augustus Habel pada tahun 1865 dan ciptaan Alfred Nobel dinamit pada tahun 1866. Letupan Kimia (sengaja dan tidak sengaja) sering dimulakan oleh percikan elektrik atau api. letupan tidak sengaja boleh berlaku di dalam tangki bahan api, enjin roket, dan lain-lain.

Elektrik dan magnet
Kerosakan elektrik semasa yang tinggi boleh membuat renjatan elektrik dengan membentuk arka elektrik tenaga yang tinggi yang boleh dengan cepat mengewap logam dan bahan penebat. Ini bahaya pancaran arka adalah bahaya kepada orang yang bekerja pada suis bertenaga. Juga, tekanan magnet berlebihan dalam elektromagnet ultra-kuat boleh menyebabkan letupan magnet.

Mekanik dan wap
Secara tegasnya satu proses fizikal, dan bukannya proses bahan kimia atau nuklear, contohnya, pecah bekas yang tertutup atau separa tertutup di bawah tekanan dalaman sering dirujuk sebagai 'letupan mekanikal'. Contohnya termasuk dandang panas atau tin-tin kacang yang ringkas yang dibuang ke dalam api.

Cecair wap letupan mendidih berkembang adalah satu jenis letupan mekanikal yang boleh berlaku apabila kapal yang mengandungi cecair bertekanan pecah, menyebabkan peningkatan pesat dalam jumlah sebagai menyejat cecair. Perhatikan bahawa kandungan bekas yang boleh menyebabkan letupan kimia seterusnya, kesan yang boleh menjadi dramatik yang lebih serius, seperti tangki propana di tengah-tengah api. Dalam kes sedemikian, untuk kesan letupan mekanikal apabila tangki gagal ditambah kesan dari letupan yang terhasil dari yang dikeluarkan (pada mulanya cecair dan kemudian hampir serta-merta gas) propana dengan kehadiran sumber pencucuhan. Atas sebab ini, pekerja kecemasan sering membezakan antara kedua-dua peristiwa.

Nuklear
Selain letupan nuklear cemerlang, senjata nuklear buatan manusia ialah sejenis senjata letupan yang berasal kuasa pemusnah daripada pembelahan nuklear atau daripada gabungan pembelahan dan pelakuran. Hasilnya, walaupun senjata nuklear dengan hasil kecil adalah jauh lebih berkuasa daripada bahan letupan konvensional terbesar yang boleh didapati, dengan senjata tunggal mampu sepenuhnya memusnahkan seluruh bandar.

Bahan-bahan letupan

Kuasa
Daya letupan dilepaskan ke arah yang berserenjang dengan permukaan bahan letupan. Jika bom tangan di udara pertengahan semasa letupan, arah letupan itu akan menjadi 360°. Jika permukaan dipotong atau berbentuk, kuasa-kuasa letupan boleh ditumpukan untuk menghasilkan kesan tempatan yang lebih besar; hal ini dikenali sebagai caj berbentuk.

Halaju
Kelajuan tindak balas ialah apa yang membezakan reaksi letupan daripada reaksi pembakaran biasa. Melainkan tindak balas berlaku dengan cepat, gas haba berkembang akan sederhana hilang dalam jangka sederhana, tanpa pengkamiran besar dalam tekanan dan tidak akan ada letupan. Pertimbangkan api kayu. Oleh kerana terbakar api, terdapat pasti adalah evolusi haba dan pembentukan gas, tetapi tidak dibebaskan cukup cepat untuk membina satu perbezaan tekanan yang besar secara tiba-tiba dan kemudian menyebabkan letupan. Ini boleh disamakan dengan perbezaan antara pelepasan tenaga daripada bateri, yang perlahan, dan keterangan kapasitor pancaran seperti itu dalam pancaran kamera, yang membebaskan tenaga sekaligus.

Evolusi haba
Penjanaan haba dalam kuantiti yang besar mengiringi tindak balas kimia yang paling meletup. Pengecualian dipanggil bahan letupan entropik dan termasuk peroksida organik  seperti aseton peroksida Ia adalah pembebasan haba yang pantas yang menyebabkan produk gas tindak balas paling letupan berkembang dan menjana tekanan tinggi. Generasi pesat tekanan tinggi gas yang dikeluarkan merupakan letupan. Pembebasan haba dengan kepantasan yang tidak mencukupi tidak akan menyebabkan letupan. Sebagai contoh, walaupun satu unit jisim arang batu menghasilkan lima kali lebih banyak haba sebagai satu unit jisim daripada GTN, arang batu tidak boleh digunakan sebagai bahan letupan (kecuali dalam bentuk debu arang batu) kerana kadar di mana ia menghasilkan haba ini agak perlahan. Malah, bahan yang membakar kurang pesat (iaitu pembakaran perlahan) sebenarnya boleh berkembang lebih jumlah haba daripada bahan letupan yang meletup pesat (iaitu pembakaran cepat). Dalam bekas pembakaran, perlahan menukarkan lebih tenaga dalaman (iaitu kimia berpotensi) bahan yang terbakar menjadi haba dibebaskan ke persekitaran, manakala di kedua, pembakaran puasa (iaitu letupan) dan bukannya menukarkan lebih banyak tenaga dalaman ke kerja pada persekitaran (iaitu kurang tenaga dalaman ditukar menjadi haba); c.f. haba dan kerja (termodinamik) adalah bentuk sama dengan tenaga. Lihat Haba Pembakaran untuk rawatan yang lebih menyeluruh bagi topik ini.

Apabila sebatian kimia terbentuk daripada konstituennya, haba boleh sama ada diserap atau dibebaskan. Kuantiti haba diserap atau dibebaskan semasa penjelmaan dipanggil haba pembentukan. Hangatkan formasi untuk pepejal dan gas dijumpai di dalam tindak balas bahan letupan telah ditentukan untuk suhu 25 ° C dan tekanan atmosfera, dan biasanya diberi dalam unit kilojoule per gram-molekul. Nilai yang positif menunjukkan bahawa haba diserap semasa pembentukan sebatian daripada unsur-unsur; apa-apa reaksi dipanggil tindak balas endotermik. Dalam letupan teknologi hanya bahan-bahan yang eksotermik-yang mempunyai pembebasan haba bersih dan mempunyai haba negatif pembentukan-menjadi kepentingan. haba tindak balas diukur di bawah keadaan sama ada tekanan malar atau isipadu malar. Ia adalah haba ini tindak balas yang mungkin betul dinyatakan sebagai "panas letupan."

Awalan tindakbalas
Satu letupan kimia ialah sebatian atau campuran, apabila penggunaan haba atau kejutan, menguraikan atau menyusunnya dengan kepantasan yang melampau, menghasilkan banyak gas dan haba. Banyak bahan-bahan yang biasanya tidak dikelaskan sebagai bahan letupan boleh melakukan satu, atau dua, perkara-perkara ini.

Satu tindak balas mestilah mampu diusahakan oleh permohonan kejutan, haba, atau pemangkinan (dalam kes beberapa tindak balas kimia bahan letupan) kepada sebahagian kecil daripada jisim bahan letupan. Bahan di mana tiga faktor pertama wujud tidak boleh diterima sebagai bahan letupan kecuali tindak balas boleh dibuat berlaku apabila diperlukan.

Pemecahan
Pemecahan ialah pengumpulan dan unjuran zarah sebagai hasil daripada bahan letupan letupan tinggi. Serpihan boleh menjadi sebahagian daripada struktur seperti majalah. halaju tinggi, serpihan sudut rendah boleh melakukan perjalanan beratus-ratus atau beribu-ribu kaki dengan tenaga yang cukup untuk memulakan lain sekitar barangan letupan tinggi, mencederakan atau membunuh kakitangan dan kenderaan kerosakan atau struktur.

Letupan yang terkenal

Letupan kimia
 Letupan Halifax (1917)
 Tragedi letupan kilang mercun Bright Sparklers (1991)
 Letupan Tianjin 2015 (2015)

Ujian nuklear
 Tsar Bomba
 Pengeboman atom Hiroshima dan Nagasaki

Kegunaan dalam peperangan
 Artileri, mortar dan meriam
 Bom
 Peluru berpandu, roket, torpedo
 Periuk api, periuk api laut, alat letupan reka ganti
 Bom tangan

Letusan gunung berapi
 Santorini
 Krakatoa
 Gunung St. Helens
 Gunung Tambora
 Gunung Pinatubo

Etimologi
Letup diturunkan daripada Rumpun Bahasa Melayu-Polinesia Barat, *lagetub.

Dalam bahasa Inggeris, perkataan explode berasal daripada perkataan Latin Klasik, explōdere yang bermaksud "mendesis-desis sehingga pelakon yang tidak baik turun pentas", "membuatkan seorang pelakon turun pentas dengan membuat bunyi", daripada ex- ("keluar") + plaudere ( "bertepuk; bertepuk tangan"). Makna modennya berkembang kemudian:

 Latin Klasik: "membuatkan seorang pelakon turun pentas dengan membuat bunyi" lantas membawa maksud "mengusir" atau "menolak"

Dalam bahasa Inggeris:

 Sekitar 1538: "mengusir atau menghalau dengan bertepuk tangan" (asalnya dalam konteks pementasan)
 Sekitar 1660: "mengusir dengan keganasan dan bunyi tiba-tiba"
 Sekitar 1790: "berdentuman dengan bunyi yang kuat"
 Sekitar 1882: pertama kali digunakan sebagai "penuh dengan kuasa pemusnah"

Lihat juga

 Pembakaran
 Enjin pembakaran dalam
 Bahan letupan
 Letupan nuklear

Rujukan

Bencana