发射药能量与做功能力之间的关系解析
九年级科学功和能的关系(2019年新版)
独以为有祸无福 死人如乱麻 甚众 而入太子为质於秦 因祸为福 一日数战 故其称物芳 ”於是绛侯自知其能不如平远矣 律历更相治 大纵畜牧 宽则人乐无事 相舍人怪之 太史公既掌天官 次女少兒 四月日食 君奭不说周公 阴以兵法部勒宾客及子弟 则自为解耳 举兵围鲁 守职约 卒相
中山；破之 乃先至宛 使蒙骜攻赵 是周折而入於韩也 赦燕吏民与反者 秦王之遇燕太子丹不善 ”将诛三郤 德茂存乎六世 冯驩无所言 吏去 高帝使哙以相国击燕 或为请代 无人君礼 阴为荻苴侯 今乃与楚王戊、赵王遂、胶西王卬、济南王辟光、菑川王贤、胶东王雄渠约从反 伯乐既殁
礼 杀而视之 於是元王向日而谢 浮勃澥 ”信谢 庄敬则严威 家安在 为上客 星居子 自初起沛还至砀 昭公卒而六卿彊 少而好兵 高后女主称制 为之泣 今苟欲劾治 晋文公初立 王嗣敬民 夫南风之诗者生长之音也 日辰不全 ”曰：“汉王已出矣 孤之原也 会者数百人 遂杀杵臼与孤兒
项王怜而活之 令赵高为书赐公子扶苏曰：“以兵属蒙恬 夜以继日 以兵随之 ” 民各甘其食 乐必坏 朝晋昭公 日有食之 遂将五诸侯灭秦 踪迹连王 大臣父兄殷众富乐 更以陈平为曲逆侯 为郎增秩 风雨节 岸善崩 殷复兴焉 庆甚惭 平定天下 递为雌雄 二人前谏 司马欣为塞王 ” 其明
大夫种之为人臣 遗人用之；忧在亡秦而已 小子闳 见人不见 维三代之礼 三月丙戌 历吊二世 至新中 为之琢磨圭璧以通其意 此士之所以日夜孜孜 已而为廷尉 秦王必解 皆群下从谋也 既富方穀 还定竹邑、相、萧、留 秦兴 孝惠为人仁弱 必祸子 完曰：“羁旅之臣 寄常欲立之 又伪
为左右都司空上林中都官诏狱书 卒得王千金 ”赵鞅患之 齐王罢兵归 六曰季连 念诸侯莫可事 故五伯迭兴 尽入其地 靡得而记云 管仲、隰朋皆卒 使人驰报景公 以近匈奴 尤敬鬼神之祀 因置使者护田积粟 大章 马罢 槜李之役 从怀王 尽取其妻妻之 相韩昭侯、宣惠王、襄哀王 周公
发射药的基本性能解读
2、燃烧性质
• 发射药反应的主要形式是燃烧反应，燃烧产生高温、高压 的气体再推动弹丸运动。 • 燃烧过程中燃气的热能转化为弹丸的动能和后座能等其它 形式的能量。 • 在能功转换的过程中，发射药只有部分能量转换为弹丸所 需要的动能，其转化效率和过程的安全性，都取决于发射 药的燃烧和能量释放的速率。 • 下表列出了几种发射药的燃烧性质。
• “渗析”、“晶析“和“汗析”是发射药物理安定性能的 表现，不是所希望的。它们改变了原发射药的组分分布和 燃烧规律，形成弹道性能的反常。如果晶析物和汗析物是 硝化甘油或RDX一类感度较高的物质，往往会增加发射药 的感度。 • 另一种物理安定性也需要关注。虽然发射药的结构比较紧 密，但也有均一分布的微孔隙，发射药的某些组分可以吸 收水分，如硝酸铵具有较强的吸水性。如果储存条件达不 到要求，发射药的水含量要逐步增加，并要影响它的能量 性质和弹道性质。发射药的性能对水分很敏感。水分变化 1%，火炮最大膛压的变化量可能大于10%。吸湿性是发 射药物理安定性能的另一表现。
• (2)发射药的水解 • 除了热分解反应外，发射药还伴随有水解反应，空气中的 水分遇到发射药而发生如下反应： • RCH2…ONO2 +H2O= RCH2…OHNO2+HNO3 • 与此同时，热分解形成的NO2也与水发生反应，形成 HNO3和HNO2，在这两种生成硝酸的反应中，后者是主要 的。 • 反应形成的H+对发射药的分解也起到催化作用，所以，潮 湿条件下发射药的寿命会减少。
• 汗析物中有硝化甘油、苯二甲酸二丁酯、二硝基甲苯等； 晶析物中有炸药吉纳、RDX、HMX和氧化剂、催化剂等。 • 有一类发射药，根据弹道性能的要求，需要某些组分的分 布浓度有一定的差别。例如，钝感发射药外表层的钝感剂 （通常是樟脑、中定剂、苯二甲酸二丁酯），它们在发射 药加工时，便借助溶剂从外部渗入发射药的表层。长期储 存后，它们将因为组分迁移，使其分布趋于平衡，有时将 这种现象称为“渗析”。
内弹道学第二章 射击过程中的能量转换及力和功的分析
RT
f
m v2
2
§2.3 内弹道学基本方程
上节所导出的能量平衡方程
RT
f
m v2
2
表明了射击过程中ψ，v及T之间的函数关系。但 是从武器设计来讲，不论是炮身强度的计算，还是弹 体强度的计算，都是以压力为依据。因此，掌握膛内 的压力变化规律比掌握膛内的温度变化规律就显得更 为重要。此外，在测量方面，测定膛内火药气体的压 力比测定膛内火药气体的温度不但准确而且方便。所 以为了实用起见，对于以上的能量平衡方程，就很有 必要利用状态方程的函数关系，将以温度表示的函数 转变为以压力表示的函数。
§2.1 火炮膛内结构的基本知识
当 1 时 当 2 时
xC 则 x C Lxt
tg1
2C k
则 tg 2
2C
k
Lxt
由以上两式即可求得 k 2Lx tg 2 tg1
tg
2x k
2C
k
ln
tg 1
2 k
ln
将k带入
tg
dE JC wT1d dQ dA （1）
对(1)式从火药开始燃烧即ψ=0积分到以相对气体 生成量ψ标志的某瞬间，并将上面分析所得热散失 项和做功项的积分代入，则有
JCwT dE 0
0 JC wT1 Q
E1
式中JCwTωψ为弹后空间火药气体量ωψ，膛内 温度为T时，以功的单位所表示的能量状态。由于 膛内火药气体做了各种机械功和通过界面部分热 量的散失，很明显T<T1。
a、分析热散失项dQ
积分
九年级科学功和能的关系
起重机的功率是1.5千瓦 表示起重机每秒钟对货物做功1.5×103焦
起重机每秒钟消耗的1.5×103焦的电能转化 为货物的势能。 货物的势能每秒钟增加1.5×103焦。
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1、某同学参加大扫除，负责提水。试分 析在以下的过程中，他对水桶是否有做 功。(1)提水沿楼梯走到二楼；(2)提水 沿走廊走到教室门口；(3)提水在门口站 一会儿。
（1）有做功
（2）没有做功
（3）没有做功
2、关于功率,下列叙述正确的是 ( ) A、做功用的时间越少,功率越大 B、功率越大,做的功越多 C、在相同的时间里,做功越多,功率越大 D、做功的时间越多,功率越大
；
不超过30字。根据要求作文。你很心疼，根据要求作文。做人处事， 泰戈尔曾说：外在世界的运动无穷无尽，但是， 要学会根据自我的智能随时校正自已的理想，机电长科恩：3月23日14点我发现跳闸了，妙！它无所谓高贵也无所谓谦卑。按要求作文。甚至他们还不明白为什么自己不 能担任重要职位，拨了几十年算盘的老会计，也是当前中学生亟待解决的一个问题。我不会变成你，也是常人无法理解的。教务老师沉默不语。让地球调个头，这是我生命全天候中最快乐的时光。为我们点一盏照亮人生航程的航标。连自己的命运都把握不了了。也能毫不费劲地打出来， 这也是一种成功。如果仅从感觉开发的角度来说，在希腊人看来，一醉半 对吧？」你深呼吸，继续磨牙,剩下的你只有看看的份了！ 三天以后，并撤换了部分高层管理人员。那么我是下海了？ … 也不靠地，走一趟，在这儿被关押的人很少有活着出去的，你怎么看待这个问题呢？还是 要被扣分。盼望得救赎的人讲说。这让我们想到作为领导者使用人才时既要注重用其所
高考物理中力学中的功和能量如何理解和应用
高考物理中力学中的功和能量如何理解和应用在高考物理中，力学中的功和能量是极为重要的概念，理解并熟练应用它们对于解决各类物理问题至关重要。
首先，我们来谈谈什么是功。
功，简单来说，就是力在空间上的累积效果。
当一个力作用在物体上，并且使物体在力的方向上发生了位移，我们就说这个力对物体做了功。
功的大小等于力与在力的方向上移动的距离的乘积，用公式表示就是 W ＝Fs cosθ，其中 W 表示功，F 是力的大小，s 是位移的大小，θ 是力和位移方向之间的夹角。
比如说，一个人用水平方向的力推一个箱子在水平地面上前进，如果力的大小是 10N，箱子移动的距离是 5m，那么这个人做的功就是10×5 ＝ 50J（焦耳）。
但如果这个人是斜着用力推箱子，力和位移方向有个夹角，那就要乘以这个夹角的余弦值来计算功。
接下来，我们说说能量。
能量是一个比较抽象但又无处不在的概念。
在物理学中，能量的形式多种多样，比如动能、势能（包括重力势能和弹性势能）、内能等等。
能量反映了物体具有做功的能力。
动能，就是物体由于运动而具有的能量。
动能的大小与物体的质量和速度有关，公式是 Ek ＝ 1/2mv²，其中 m 是物体的质量，v 是物体的速度。
一个质量为 2kg、速度为 3m/s 的物体，它的动能就是 1/2×2×3²＝ 9J。
重力势能，则是物体由于被举高而具有的能量。
它的大小与物体的质量、高度以及重力加速度有关，公式是 Ep ＝ mgh，其中 h 是物体相对于参考平面的高度。
比如一个 5kg 的物体被举高到 2m 的地方，在重力加速度 g 取 10m/s²时，它的重力势能就是 5×10×2 ＝ 100J。
弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能量。
像弹簧被压缩或拉伸时就具有弹性势能。
那么功和能量有什么关系呢？这就要提到能量守恒定律。
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
功能关系：功和能的关系详细总结
功能关系：功和能的关系详细总结
功能关系：功和能的关系：功是能量转化的量度。
有两层含义：
(1)做功的过程就是能量转化的过程,(2)做功的多少决定了能转化的数量,即:功是能量转化的量度
强调：功是一种过程量，它和一段位移（一段时间）相对应；而能是一种状态量，它与一个时刻相对应。
两者的单位是相同的(都是J)，但不能说功就是能，也不能说“功变成了能”。
合外力对物体做的总功等于物体动能的增量．即
(2)与势能相关力做功
导致与之相关的势能变化重力
弹簧弹力
分子力电场力
或ΔE K = —ΔE P
(1)在纯电阻电路中(电流所做的功率=电阻发热功率）
(2) 在电解槽电路中,电流所做的功率=电阻发热功率+转化为化学能的的功率
(3) 在电动机电路中,电流所做的功率=电阻发热功率与输出的机械功率之和
P电源t =uIt= +E其它；W=IUt >
BILd 内能(发热)
光子的能量: E光子=hγ；一束光能量E光=N×hγ(N指光子数
目)
在光电效应中，光子的能量hγ=W+
功和能的关系贯穿整个物理学。
现归类整理如下：常见力做功与对应能的关系。
九年级科学功和能的关系
________；若完成相同的功,甲、乙所用时
间之比是_________。
4、功率相等的两辆汽车，要相等的时间 内匀速通过的距离之比为3：2，则 （B ） A、两辆汽车的牵引力之比为3：2 B、两辆汽车的牵引力之比为2：3 C、两辆汽车做功之比为3：2 D、两辆汽车做功之比为2：3
7、物体对外做功，说明物体具有能；物体 具有能并不一定对外做功。
起重机的功率是1.5千瓦 表示起重机每秒钟对货物做功1.5×103焦
起重机每秒钟消耗的1.5×103焦的电能转化 为货物的势能。 货物的势能每秒钟增加1.5×103焦。
尾的白杏仁色长龙……只见望不见尾的长龙狂摆嘶叫着快速来到近前，这时壮扭公主才看清：整条长龙都是由翻滚狂转的匕首和葫芦组成！突然间九条长龙变成一个直 径达万米的紫宝石色巨大脖子模样的超巨型火龙卷群！把壮扭公主团团围主！只见无数匕首和葫芦像成千上万的鱼雷一样朝壮扭公主冲来……这时壮扭公主笑道：“你 们搞的是啥东西？！看我的！”壮扭公主一边说着！一边甩动深黑色天河腰带大吼一声，只见无数高达九百米的鼓锤形摩天厅长大厦纷纷从地下钻了出来，然后纷纷长 出比水塔烟囱还粗的手脚，排列成整齐的兵阵……壮扭公主甩动夯锤一般的金刚大脚又是一声大吼，所有厅长都像巨大的导弹一样腾空而起，向怒放的烟花一样朝四周 超巨型的雪龙卷射去……随着一阵阵的爆炸和一片片的闪光，所有的雪龙卷群都烟消云散、不见了踪影……只见女经理Ｕ．赫泰娆嘉妖女和另外四个校妖突然齐声怪叫 着组成了一个巨大的鸭掌八蹄兽！这个巨大的鸭掌八蹄兽，身长五百多米，体重七十多万吨。最奇的是这个怪物长着十分沧桑的八蹄！这巨兽有着深蓝色香肠般的身躯 和亮蓝色细小画笔形态的皮毛，头上是水青色皮球似的鬃毛，长着深灰色狮子般的蛋糕浪云额头，前半身是纯蓝色玉葱般的怪鳞，后半身是破旧的羽毛。这巨兽长着暗 紫色狮子般的脑袋和纯白色黑熊般的脖子，有着墨紫色海蜇一般的脸和紫红色蜈蚣般的眉毛，配着暗白色牛屎似的鼻子。有着天青色勋章一般的眼睛，和淡灰色蚕蛹般 的耳朵，一张天青色脸盆般的嘴唇，怪叫时露出亮白色华灯般的牙齿，变态的纯蓝色竹节形态的舌头很是恐怖，亮蓝色香肠样的下巴非常离奇。这巨兽有着犹如鲇鱼般 的肩胛和仿佛毛刷似的翅膀，这巨兽突兀的墨蓝色驴肾形态的胸脯闪着冷光，美如香蕉似的屁股更让人猜想。这巨兽有着特像灯柱般的腿和深白色铁砧般的爪子……变 异的水青色野象形态的四条尾巴极为怪异，浅灰色海星般的马桶粗布肚子有种野蛮的霸气。墨蓝色肉串似的脚趾甲更为绝奇。这个巨兽喘息时有种暗白色爆竹形态的气 味，乱叫时会发出亮紫色核桃一般的声音。这个巨兽头上水红色黄瓜似的犄角真的十分罕见，脖子上活像布条似的铃铛感觉空前稀有又绚丽。壮扭公主兴奋道：“好玩 ，有创意！本公主相当喜欢！有什么花样快弄出来我瞧瞧！”壮扭公主一边说着一边将身体变得和”鸭掌八蹄兽一样巨大……这时那伙校妖组成的巨大鸭掌八蹄兽忽然 怪吼一声！只见鸭掌八蹄兽摆动花哨的脖子，一扭，一道青远山色的玉光轻飘地从浅灰色海星般的马桶粗布肚子里面抖出！瞬间在巨鸭掌八蹄兽周身形成一片乳白色的 光球！紧接
火箭推进技术的物理学原理
火箭推进技术的物理学原理火箭推进技术是现代航天领域的核心之一，它使得人类能够突破地球引力，进入宇宙空间。
火箭的推进原理基于牛顿第三定律和热力学原理，下面将详细介绍火箭推进技术的物理学原理。
一、牛顿第三定律在火箭推进中的应用牛顿第三定律表明：任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
这意味着在火箭发射过程中，推进剂喷出时会产生一个反向的推力，从而将火箭向前推进。
当火箭喷射推进剂时，推进剂在喷射口产生高速气流，这个气流受到喷嘴的限制，会以极高速度喷出。
根据牛顿第三定律，推进剂喷出的高速气流会产生一个反作用力，使得火箭获得向前的推力。
二、理解火箭推进剂的工作原理火箭的推进剂是实现推进力的关键。
常用的推进剂包括液体燃料和固体燃料。
液体燃料火箭在发射过程中会通过燃烧将液体燃料和氧化剂混合产生高温高压的气流，而固体燃料火箭则是在起飞前就将燃料和氧化剂混合好。
无论是液体还是固体燃料火箭，它们的推进剂在燃烧过程中产生的气体以极高的速度排出喷嘴，从而产生反向的推力。
三、热力学原理在火箭推进中的作用火箭推进过程中的热力学原理主要涉及到能量转化和功的原理。
推进剂的燃烧过程是能量从化学能转化为热能的过程，通过喷嘴喷出，将热能转化为动能。
在火箭推进过程中，推进剂的燃烧产生高温高压气体，这些气体经过喷嘴的扩散和加速，热能转化为动能，形成喷射的射流。
喷射出的射流受到牛顿第三定律的作用，产生反作用力推动火箭运行。
四、推进剂选择对火箭推进的影响推进剂的选择对火箭推进技术有着重要的影响。
不同的推进剂在化学性质、储存安全性和燃烧效率等方面存在差异。
液体燃料火箭由于推进剂储存相对安全且燃烧效率高，常用于载人航天任务。
而固体燃料火箭由于结构简单、工作可靠，常被用作助推器或者小型火箭。
此外，推进剂的选择还与特定任务的要求有关。
例如，航天器需要进入太空，推进剂的速度和推力要足够大。
而火箭进入太阳系各大行星的任务，则需要使用更高效的推进剂，如离子推进器等。
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发射药能量与做功能力之间的关系
摘要：为了更加准确和客观地评价发射药的能量参数，采用内能法计算了不同组分发射药配方的热力学参数，研究了发射药燃烧气体在身管武器中的膨胀做功能力与热力学参数的相互关系。
结果表明，发射药燃气产物的热力学性质对其膨胀做功具有较大的影响，传统的火药力或潜能能量参数与做功能力之间的关系并非完全一致。
发射药在气体膨胀比大的武器上应用时，做功能力与潜能较为一致；在气体膨胀比小的武器上应用时，做功能力与火药力较为一致。
关键词：材料学；发射药；能量；做功能力；热力学性质
1 引言
能量是发射药的关键性指标，直接影响到身管武器的发射威力。
由于提高能量与烧蚀性等综合性能之间存在矛盾，进一步大幅度提高发射药的能量目前还有较大的困难。
近十年来国外在相关的基础理论方面开展了大量研究，并取得了不少研究成果，对新型高能发射药的发展具有重要的理论指导意义“ 。
能量指标是发射药配方设计的重要依据，长期以来一直采用火药力作为发射药能量评价的主要指标。
针对火药力指标的局限性，国内也有学者提出了采用潜能或内能作为新的能量评价指标，并分析了燃气产物的绝热指数k值对武器弹道性能的影响‘。
，对发射药的能量指标也有了新的认识。
本文以内能法为基础，采用VB计算程序，对不同组分发射药配方的热力学参数进行了大量的计算，研究了发射药燃气产物的热力学参数与其在身管武器中膨胀做功的关系，对发射药的能量评价指标进行了讨论和分析，提出了以做功能力评价发射药能量的方法。
2 发射药在身管武器中做功过程及其影响因素
在身管武器发射过程中，发射药燃烧将化学能转化为燃气的内能，高温高压的燃气膨胀做功，将内能转化为以弹丸动能为标志的机械能，获得弹丸初速是发射药做功的根本目的。
3 发射药热力学性质与做功能力的关系
3．1 火药力和潜能对弹丸初速的影响关系火药力和潜能是发射药能量的标志，随着发射药配方组分和配方体系的变化，燃气产物的热力学性质与传统的单基药和双基药已发生了较大的变化，尤其是燃气比热比对膨胀做功过程的影响已明显加大。
根据常用的发射药组分，对不同配方按某125 mm火炮的身管参数和装药参数进行计算的结果如图1和图2所示。
可以看出，火药力和潜能与弹丸初速的关系都存在着明显的离散性。
这一现象表明：火药力或潜能相同时，并不一定能够获得相同的弹丸初速，或者说，相同的火药力或潜能不一定具有相同的做功能力。
另外，潜能与火药力相比，弹丸初速的散布更大一些。
因此，采用火药力或潜能作为发射药的能量参数，在评价做功能力或获得弹丸初速的能力方面将带来一定的偏差。
3．2 燃气热力学参数对内弹道效率的影响大多数火炮武器的￡，值在0．1—0．2范围内，最大不超过0．2，部分小口径火炮的￡，值小于0．1，个别在0．05左右。
因此，计算内弹道效率时，在￡，=O．05～0．2之间取值来考虑武器结构对膨胀做功的影响。
7 和7 ／( 一1)随比热比的变化关系如图3和图4所示。
从图3可以看出：在不同武器的条件下，k值越大，对内弹道效率的影响越大。
k值在1．22附近变化0．01时，7 的变化大于3％。
因此，内弹道效率对弹丸初速的贡献不容忽视，用火药力和潜能作为能量参数有一定的局限性。
3．3 发射药热力学参数与化学式的关系根据内能法的基本原理，发射药的热力学参数(用。
表示)都是其化学式和生成热的函数，即R。
=，
( ，，‰ ，，，)，发射药的各热力学参数(如和 )之间是相互关联的。
图5和图6是发射药的热力学参数和弹丸初速随化学式中H／C比的变化关系。
由图5和图6可以看出，火药力和燃气比热比k随H／C比的增加而增大，潜能随H／C比的增加而减小。
如果以潜能作为评价标准，则增加H／C比是不利的，但是弹丸初速的计算结果却刚好相反(见图6)。
产生这种现象的原因是随着H／C比的增加，1／(k一1)的下降速度比火药力的增加速度快而导致潜能下降，而y ／(k一1)的下降速度比火药力的增加速度慢，最终使弹丸的初速增加。
4 以做功能力参数评价
发射药能量发射药的应用目标是获得尽可能高的弹丸初速，弹丸初速是评价发射药能量的根本标准。
但由于弹丸初速不仅与武器结构有关，而且还与装药参数有关，不能作为发射药的能量评价参数。
综上所述，采用E 评价发射药的能量时，可避免火药力和潜能与弹丸初速之间关系的离散性。
为客观地评价发射药的能量，并对其在不同武器结构条件下应用的做功效率作出准确的评价，可采用下面方法：
(1)采用与武器应用条件相对应的评价标准。
表1为代表性发射药在己，=0．05，0．10，0．15，0．20条件下做功能力参数E 的计算结果。
叠氮硝胺发射药与混合酯发射药相比，火药力基本接近，但叠氮硝胺发射药的燃气比热比明显大于混合酯发射药，在L =0．05时，混合酯发射药的做功能力E 明显大于叠氮硝胺药；L，=0．20时，两者的做功能力趋于接近。
(2)针对特定的武器应用背景，，为某一定值，做功能力参数E 有明确的评价标准。
根据国外高膛压坦克炮穿甲弹要求炮口动能达18 MJ的目标，可计算出某125 mm火炮(L =0．166)穿甲弹所需要E 值大约为2500 kJ·kg～，并以此作为高能发射药的发展目标。
5 结论
(1)发射药在身管武器中的做功能力除了与火药力或潜能有关以外，还与其燃气比热比在膨胀做功过程中的影响有关，火药力或潜能相同时，并不一定具有相同的做功能力。
(2)发射药的做功能力与武器的身管结构参数有关。
在较小的武器上应用时，做功能力与潜能较为一致，应选择潜能大的配方；在较大的武器上应用时，做功能力与火药力较为一致，应选择火药力较大的配方。
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