Bir Havai Fişek Gösterisi Nasıl Zamanlanır?

Bir Ekstragavanza Yaratan Barut Kontrolü

Geçtiğimiz 10 yıl boyunca, büyük havai fişek gösterilerinin sayısında istikrarlı bir artış oldu. Bu gösteriler sadece ulusal kutlamalar için değil, aynı zamanda düğünler ve kamu etkinlikleri için de yapılmakta. Çoğu insan farklı bileşiklerin farklı renklerle yanması fikrine aşinadır. Fakat kimya, bu patlayıcı güç gösterilerini nasıl sağlıyor ve kontrol ediyor?

Hepsi Sadece Alev Renkleri, Değil mi?

Bir anlamda evet; ancak büyük bir gösteri ve perakende havai fişek kullanan biri arasındaki fark sadece cihazların büyüklüğü değil, aynı zamanda gösterinin müziğe senkronize edilmesi ve bir koreografi durumudur. Bu, termodinamiğin (ne kadar enerji açığa çıktı) ve kinetiğin (enerjinin ne kadar çabuk bırakıldığı) dikkatli bir etkileşimidir.

Büyük Gösterilerde Hala Barut Kullanılıyor mu?

Çoğu zaman. Barutta kullanılan yakıt, yanarken çok fazla enerji açığa çıkaran odun kömürüdür. Ancak, herkes mangaldaki kömürün çok yavaş yandığını anlayacaktır. Hız belirleme adımı, hem havadaki oksijen konsantrasyonu hem de kömüre çabuk ulaşabilme ile belirlenir. Baruttaki katı bir oksijen kaynağı (potasyum nitrat) odun kömürüne karıştırılır. Bu şekilde, barut havadaki oksijene dayanamaz ve böylece kömür çok daha hızlı yanar. Barut çok uzun zamandır bilinirken, kimyası karmaşıktır ve tam olarak anlaşılamamıştır.

Göstergeler Nasıl Kontrol Ediliyor?

Bir bilgisayara ihtiyacınız var. Karmaşık bir ekran, 10 dakikalık bir gösteri için 1500 işaret kullanılabilir. Tek bir işaret birden fazla cihazı (aynı anda veya sırayla) başlatabilir ve birçok cihaz birden çok kez ateşlenebilir. Bu olaylar arasındaki zamanlama çok önemlidir ve piroteknik kimyasının (fişek kimyası) anlaşılmasını gerektirir.

Peki Her Bir Havai Fişeği Nasıl Başlatıyorsunuz?

Bir fitili üfleriz! Bununla birlikte, aşırı ısınmayan ve çok ince bir telden elde edilen enerji bizim amacımız için yeterli değildir. Bu nedenle tel, oldukça reaktif bir malzeme olan küçük bir kordon içine gömülür. Bu, makul bir şekilde stabildir (reaksiyona girmez) çünkü reaksiyonu oda sıcaklığında başlatmak için yeterli enerji yoktur. Bununla birlikte, ısıtma telinden gelen enerji, havai fişekleri yakarak, aktivasyon bariyeri üzerinde bazı moleküllerin itilmesi için yeterlidir. Bu, bir eşleşmenin tam olarak nasıl çalıştığıdır, bunun dışında sürtünmeyi başlatmak için elektrik yerine bunun yerine elektrik kullanılır. Bu cihazın adı: elektrik eşleşmesi.

Sonra Ne Olur?

Alevin çok hızlı bir şekilde cihazın doğru kısmına yönlendirilmesi ve yoldaki herhangi bir şeye ışık tutmaması gerekiyor. Bunu yapmak için, yavaş bir eşleşme kullanıyoruz: ince tellere parçalarına yapıştırılmış barut. Bu, alevin çok yavaş bir şekilde (saniyede yaklaşık 25 mm) geçmesi haricinde kendi başına çalışacaktır. Bunu hızlandırmak için, yavaş eşleşme, su geçirmez kağıt veya ince plastikten oluşan bir tüpe yerleştirilir. Burada önemli olan şey, telin sarma içinde gevşek olmasıdır. Bu, alev ve sıcak gazların ileriye doğru hareket etmesine izin verir, yangının ilerlemesini büyük ölçüde hızlandırır. Ateşin geçtiği hız saniyede 5000mm olabilir, bu yüzden hızlı eşleşme olarak adlandırılır ve eşzamanlı olarak görünmesi gereken efektleri birbirine bağlamak için kullanılır.

Havai Fişekler Neden Bir Gecikmeden Sonra Patlar?

Aynı kimyayı farklı bir şekilde kullanarak. Havai fişeklerde kullanılan farklı tiplerde gecikme fitilleri vardır, ancak en yaygın olanlardan biri “Bickford” fitilidir. Bu, etrafına çok sıkı bir şekilde sarılmış birkaç tabaka pamuklu ince bir barut çizgisinden oluşur. Pamuğun, her toz tanecikten (pamuk çok sıkı sarılarak havadaki oksijenin içeri girmesi engellenir ve böylece pamuk yanmaz) yanması ile alevin yayılmamasını sağlar.

Bir başka tipteki gecikmeli fitile “basılmış” fitil denir. Bu, yangının ileriye doğru yayılmasını kısıtlamak için ağır bir şekilde sıkıştırılmış bir barut tüpünden yapılmıştır.

Gerçek Hayatta Nasıl Çalışır?

Bütün parçaları bir araya getirin. Bir gösterinin finali, birbiri ardına patlayan 15 cm’lik bir dizi kabuk olabilir. Bilgisayar, kabloyu ısıtan elektrik eşleşmesine küçük bir elektrik sinyali gönderir. Elektrikli eşleşme, bir hızlı eşleşme parçasının ucunda tutulur ve bu ateşlendiğinden, alevi hızla harç tüpünden aşağı doğru iletir. Bu, havai fişekleri havaya gönderen asansör yükünü (havai fişek altındaki bir barut torbası) ateşleyerek dışarıda 5 cm’lik bir Bickford fitilini de ateşler. Kabuk havaya 200 metre uçtuğunda, havai fişeklerin ortasına giden fitil yanar. Havai fişeklerin ortasının merkezinde gevşek bir barutun patlaması vardır. Bickford filtresi tarafından tutuşan bautvson derece hızlı bir şekilde patlar, sıkıştırılmış barut parçaları fırlar, gökyüzünün çok ötesinde, parlak renkler vermek için metal tuzları ile bağlanır.

Bununla birlikte, İlk kabuğa yol açan hızlı eşleşmeye bir başka Bickford sigortası parçasıydı. Yanarak bir sonraki kabuğa giden hızlı bir eşleşmeyi ateşler…

Hatırla, 5 Kasım’ı hatırla; barut, termodinamik ve kinetiğin kontrolü.

Kaynak : chemistryworld.com