Подпишитесь на наши обновления
Любите фейерверки? А знаете ли вы, из чего они состоят?
26 января 2023
Все самые масштабные праздники сопровождаются фейерверками: от празднования Нового года до Дня города и семейных торжеств. Зрители с замиранием поднимают глаза к небу под оглушительные хлопки, чтобы увидеть секундную вспышку, окрашивающую небо в дюжину искрящихся цветов. Что же оставляет после себя это яркое мгновение? Невидимые глазу выбросы вредных веществ и едкий запах, а нередко — физические увечья людей и испуг домашних животных.
Первые фейерверки, или, как их называли в то время, «небесные огни», появились в древнем Китае в городе Люян во II веке до н. э. в эпоху династии Хань. Жители города считали, что изгнанию злых духов помогают брошенные в костер бамбуковые стебли. Под действием высокой температуры они с громким хлопком взрывались и «отпугивали нечисть». Уже позже, во времена династии Тан, один алхимик смешал серу, древесный уголь и калиевую селитру в надежде найти секрет вечной жизни, но взамен получил первую формулу черного пороха. Сначала его упаковывали в бамбук и замазывали глиной. При горении смесь шипела, а затем, как только нагревалась перепонка стебля, взрывалась. Позже на смену бамбуковым стеблям пришла бумага.
В XIII веке в связи с развитием торговых путей фейерверки попали в Европу и Аравию, где местные мастера экспериментировали с формулой пороха, применяли его для стрельбы из мушкетов и пушек. В том виде, в каком мы знаем фейерверки сегодня, они появились в 1830 году в Италии, когда пиротехники смешали порох с металлами. Так фейерверки стали цветными.
Что происходит при запуске
Фейерверки запускает химическая реакция с участием нескольких веществ. Согласно исследованию Американского химического общества, основными компонентами большинства праздничных салютов являются топливо, окислитель и химическая смесь, отвечающая за цвета и спецэффекты.
Топливом обычно служит черный порох, представляющий собой смесь калиевой селитры, древесного угля и серы. Окислитель — это химическое вещество, которое обеспечивает доступ кислорода, необходимый для горения топлива.
Когда топливо и окислитель воспламеняются, они быстро сгорают и выделяют газы, которые в свою очередь расширяются, создавая давление внутри фейерверка. Под действием этого давления заряд взрывается и взлетает в воздух.
Из чего состоит фейерверк
Как получаются разные цвета
Фейерверки приобретают необходимый цвет благодаря соединениям металлов, которые используются в составе гранул, или, как их еще называют, звезд. В состав гранул входит смесь химических веществ. Различные соединения металлов горят при разных температурах и при этом излучают свечение определенных цветов.
Когда гранулы воспламеняются, частицы металла поглощают огромное количество энергии. Когда они начинают остывать, их частицы излучают эту дополнительную энергию в виде света, цвет которого зависит от вида металла. Например, когда горит стронций, он излучает красный цвет. Это происходит потому, что ионы стронция в этом соединении поглощают энергию пламени, а затем выделяют ее в виде света в красной части спектра.
Вот основные металлы, которые окрашивают искры фейерверка:
стронций — красный;
кальций — оранжевый;
натрий — желтый;
барий — зеленый;
медь — синий;
медь + стронций — фиолетовый;
магний + алюминий — серебристый;
магний + алюминий + титан — белый.
Кроме того, на цвет фейерверка могут влиять размер и форма гранул, а также состав топлива и окислителя. Крупные гранулы горят медленнее и могут давать более интенсивные и долгоиграющие цвета, тогда как гранулы меньшего размера горят быстрее и порождают мимолетные вспышки цвета.
Разновидности пиротехники
Существует множество различных типов фейерверков, каждый из которых обладает своими уникальными характеристиками. Наиболее распространенные из них — это фестивальные шары, римские свечи, петарды, фонтаны и дымовые шашки. Расскажем о них подробнее.
Фестивальные шары — круглые или цилиндрические фейерверки, которые запускаются в воздух с помощью пусковой трубки. Они взрываются в небе, создавая красочное представление из искр, пламени и других эффектов. Снаряды сконструированы таким образом, чтобы производить различные эффекты в виде сферы, пальмы, ивы, пиона и хризантемы.
Римские свечи — это картонные трубки, состоящие из чередующихся слоев подъемного заряда черного пороха, гранул химических веществ и фитиля с задержкой времени. Дно трубки закупоривается глиняной перегородкой. Как только воспламеняется самая первая гранула, горение ускоряется, поджигая подъемный заряд. С вылетом верхней звезды зажигается фитиль задержки, после чего следует цепная реакция, и весь процесс запускается заново.
Петарды — небольшие взрывные устройства, при воспламенении издающие громкий хлопок. Они содержат небольшое количество черного пороха, который быстро сгорает при контакте с открытым пламенем или пропитанным бумажным фитилем. Их часто используют в связках или группах, чтобы создать громкий и резкий шум.
Фонтаны — это наземные фейерверки, обычно представленные в виде пиротехнической композиции, которая испускают искры, треск, свист и другие шумовые эффекты. При зажигании фитиля химические вещества в трубке воспламеняются и создают взрыв, выбрасывающий искры из верхней части трубки в виде фонтана. Они считаются менее опасными, поскольку остаются на земле и имеют ограниченный радиус действия, что делает их более безопасными для использования в закрытых помещениях.
Дымовая шашка — это небольшое пиротехническое устройство, которое за счет топлива и красителя выделяет густой цветной дым. Их можно использовать в различных целях, например для создания спецэффектов в кино и на фотографиях, а также в качестве сигнального устройства в чрезвычайных ситуациях.
Как делать это безопасно?
Фейерверки могут быть веселым и захватывающим развлечением для празднования таких событий, как день рождения или свадьба, но важно использовать их с соблюдением техники безопасности во избежание травм и пожаров.
В XIII веке в связи с развитием торговых путей фейерверки попали в Европу и Аравию, где местные мастера экспериментировали с формулой пороха, применяли его для стрельбы из мушкетов и пушек. В том виде, в каком мы знаем фейерверки сегодня, они появились в 1830 году в Италии, когда пиротехники смешали порох с металлами. Так фейерверки стали цветными.
Что происходит при запуске
Фейерверки запускает химическая реакция с участием нескольких веществ. Согласно исследованию Американского химического общества, основными компонентами большинства праздничных салютов являются топливо, окислитель и химическая смесь, отвечающая за цвета и спецэффекты.
Топливом обычно служит черный порох, представляющий собой смесь калиевой селитры, древесного угля и серы. Окислитель — это химическое вещество, которое обеспечивает доступ кислорода, необходимый для горения топлива.
Когда топливо и окислитель воспламеняются, они быстро сгорают и выделяют газы, которые в свою очередь расширяются, создавая давление внутри фейерверка. Под действием этого давления заряд взрывается и взлетает в воздух.
Из чего состоит фейерверк
- Корпус (mortar) — внешний контейнер, который удерживает все остальные компоненты фейерверка вместе. Он часто изготавливается из бумаги или картона и может быть украшен рисунками или узорами.
- Заряд фейерверка (shell) — бумажный шар, заполненный гранулами химических веществ. В нижней части оболочки находится подъемный заряд, который запускает его из корпуса.
- Гранулы (stars) — смесь химических веществ, которая создает искры, пламя и цвета при воспламенении фейерверка. Гранулы помещают внутрь заряда.
- Фитиль (fuse) — тонкий шнур, покрытый горючим материалом, который используется для зажигания фейерверка.
- Подъемный заряд (lift charge) — небольшое количество черного пороха или другого взрывчатого вещества в основании корпуса, которое поднимает фейерверк в воздух.
- Фитиль с выдержкой времени (timed fuse) — взрыватель, контролирующий время зажигания фейерверка и позволяющий запустить и взорвать его в определенное время.
- Разрывной заряд (burst charge) — небольшое количество взрывчатого вещества внутри заряда фейерверка, которое заставляет его взорваться и выпустить гранулы.
Как получаются разные цвета
Фейерверки приобретают необходимый цвет благодаря соединениям металлов, которые используются в составе гранул, или, как их еще называют, звезд. В состав гранул входит смесь химических веществ. Различные соединения металлов горят при разных температурах и при этом излучают свечение определенных цветов.
Когда гранулы воспламеняются, частицы металла поглощают огромное количество энергии. Когда они начинают остывать, их частицы излучают эту дополнительную энергию в виде света, цвет которого зависит от вида металла. Например, когда горит стронций, он излучает красный цвет. Это происходит потому, что ионы стронция в этом соединении поглощают энергию пламени, а затем выделяют ее в виде света в красной части спектра.
Вот основные металлы, которые окрашивают искры фейерверка:
стронций — красный;
кальций — оранжевый;
натрий — желтый;
барий — зеленый;
медь — синий;
медь + стронций — фиолетовый;
магний + алюминий — серебристый;
магний + алюминий + титан — белый.
Кроме того, на цвет фейерверка могут влиять размер и форма гранул, а также состав топлива и окислителя. Крупные гранулы горят медленнее и могут давать более интенсивные и долгоиграющие цвета, тогда как гранулы меньшего размера горят быстрее и порождают мимолетные вспышки цвета.
Разновидности пиротехники
Существует множество различных типов фейерверков, каждый из которых обладает своими уникальными характеристиками. Наиболее распространенные из них — это фестивальные шары, римские свечи, петарды, фонтаны и дымовые шашки. Расскажем о них подробнее.
Фестивальные шары — круглые или цилиндрические фейерверки, которые запускаются в воздух с помощью пусковой трубки. Они взрываются в небе, создавая красочное представление из искр, пламени и других эффектов. Снаряды сконструированы таким образом, чтобы производить различные эффекты в виде сферы, пальмы, ивы, пиона и хризантемы.
Римские свечи — это картонные трубки, состоящие из чередующихся слоев подъемного заряда черного пороха, гранул химических веществ и фитиля с задержкой времени. Дно трубки закупоривается глиняной перегородкой. Как только воспламеняется самая первая гранула, горение ускоряется, поджигая подъемный заряд. С вылетом верхней звезды зажигается фитиль задержки, после чего следует цепная реакция, и весь процесс запускается заново.
Петарды — небольшие взрывные устройства, при воспламенении издающие громкий хлопок. Они содержат небольшое количество черного пороха, который быстро сгорает при контакте с открытым пламенем или пропитанным бумажным фитилем. Их часто используют в связках или группах, чтобы создать громкий и резкий шум.
Фонтаны — это наземные фейерверки, обычно представленные в виде пиротехнической композиции, которая испускают искры, треск, свист и другие шумовые эффекты. При зажигании фитиля химические вещества в трубке воспламеняются и создают взрыв, выбрасывающий искры из верхней части трубки в виде фонтана. Они считаются менее опасными, поскольку остаются на земле и имеют ограниченный радиус действия, что делает их более безопасными для использования в закрытых помещениях.
Дымовая шашка — это небольшое пиротехническое устройство, которое за счет топлива и красителя выделяет густой цветной дым. Их можно использовать в различных целях, например для создания спецэффектов в кино и на фотографиях, а также в качестве сигнального устройства в чрезвычайных ситуациях.
Как делать это безопасно?
Фейерверки могут быть веселым и захватывающим развлечением для празднования таких событий, как день рождения или свадьба, но важно использовать их с соблюдением техники безопасности во избежание травм и пожаров.
- Всегда читайте инструкции и предупредительные надписи на упаковке пиротехнических изделий перед их использованием.
- Никогда не позволяйте маленьким детям играть или поджигать фейерверки, включая бенгальские огни. Они горят при температуре 1100 °С — достаточно горячей, чтобы расплавить некоторые металлы.
- Держите поблизости ведро с водой или поливочный шланг на случай пожара.
- Зажигайте фейерверки по очереди и никогда не пытайтесь повторно зажечь дефектный салют.
- Всегда запускайте фейерверки на открытой местности, вдали от зданий, деревьев и легковоспламеняющихся конструкций.
- Никогда не направляйте и не бросайте пиротехнику в другого человека.
- Не носите фейерверки в кармане и не запускайте их в металлических или стеклянных емкостях.
- Держитесь на безопасном расстоянии от места запуска салюта.
- Никогда не экспериментируйте с самодельными фейерверками и не модифицируйте фабричные изделия.
- Утилизируйте использованные фейерверки безопасным способом, например замочив их в воде, прежде чем выбросить в мусорный бак.
