一炮沖天—迷你哨子如何解析沖天炮火藥的組成 | 農藥百科
![一炮沖天—迷你哨子如何解析沖天炮火藥的組成](https://i.imgur.com/WMTbIbA.jpg)
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【本報導由化學系 林震煌教授研究團隊提供】
以往過年時節,晚上總是會有放沖天泡的熱鬧景象,但我們可能不知道,沖天炮在「飛」的過程,和最後「爆炸」的聲響,炮裡面裝填的火藥成分是不一樣的。一般認為黑色火藥是按照「一硫二硝三木炭」的比例混合製成的,用比例來表示的話,大約是硝酸鉀75%、硫磺粉10%、木炭粉15%。但是實際分析結果,本實驗使用的沖天炮裡面,推進劑的比例佔全長的3/4(約4.8克),火藥中含木炭粉的比重為20.0 %。爆炸劑的比例約1/4(約2.9克),火藥中含木炭粉的比重僅為3.4 %,而硫磺粉的比重則高達24.8 %。因此推論黑色火藥中,增加木炭粉的含量有助於沖天炮的飛行,增加硫的含量則容易產生巨大的爆炸聲。
小時候,過年的時候最開心的事莫過於放鞭炮了!過年期間,小孩拿壓歲錢去買鞭炮,大人們則聚在一起打牌,街頭巷尾熱鬧極了!劃過夜空的笛音沖天炮,「砰」一聲戛然而止,好似年節期間必備環節,然而,近年因政策因素禁止放鞭炮,「年」的味道就淡了許多。
沖天炮在「飛」的過程,和最後「爆炸」的聲響,炮裡面裝填的火藥成分是不一樣的。一般認為黑色火藥是按照「一硫二硝三木炭」的比例混合製成的,用比例來表示的話,就是硝酸鉀75%、硫磺粉10%、木炭粉15%。早在1044年《武經總要》一書當中,就已經記載三種複雜的火藥配方,利用火藥製造霹靂火球、鐵嘴火鷂等炸彈。可想而知,黑色火藥的成份複雜,即使用現代化的儀器也不見得容易分析得很清楚。
黑色火藥化學反應的通式可以寫成:2KNO3 + S + 3C → K2S + N2 + 3CO2。換言之,爆炸是因為在紙筒密閉空間內,發生化學反應造成瞬間產生大量氮氣與二氧化碳而引燃火藥的。只要能知道產生多少氮氣與二氧化碳,就能反推回去知道黑色火藥中各成份的比例。
本校林震煌教授發明了新的氣體偵測方法,有別於傳統的氣體偵測方式,利用哨音的頻率變化,檢測氣體並將其定量。