Vynálezy, ktoré nás ničiaJakub Otajovič

Max KarelMartin Kotovský

Adam Novák

Racers – kvinta 2010Hlavný konzultant:Pavol Kubinec – Fyzika Vedľajší konzultanti:Katarína Hricová – ChémiaBarbora Ulrichová – Dejepis

Čestne vyhlasujeme, že sme na projekte pracovali v súlade s etickými a právnymi zásadami.

......................... ......................... ......................... .........................Max Karel Jakub Otajovič Adam Novák Martin Kotovský

ÚvodCentrálna téma projektov je „Zničíme sa sami“. Naša skupina sa rozhodla bližšie

rozpracovať tému „Vynálezy, ktoré nás ničia“. Budeme sa snažiť rozobrať túto tému

z hľadiska vynálezov, ktoré boli určené pomáhať, ale za cenu vedľajších účinkov,

ktoré nab nás majú zhubný vplyv.

Historický vývoj zbraní

ÚvodZbrane. Myslím si, že zbrane patria medzi najstaršie a najničivejšie vynálezy

v dejinách ľudstva, práve preto sme sa rozhodli ich do nášho projektu zaradiť. Zbrane

sú všade okolo anás, a v rôznych podobách, dokonca aj malé deti sa hrajú

s maketami osobných zbraní. Prečo? Názory sú rôzne. Kôli túžbe ľudí po zisku za

každú cenu, alebo je dôvodom tzv. „prirodzená ľudská nenávisť“? To však pre náš

projekt momentálne nie je dôležité. Pravdepodobne najničivejšou z nich je atómová

bomba. Ale aby sme pochopili prečo sú zbrane také ničivé, musíme sa o nich

dozvedieť viac. Preto vám v tomto projekte prinášame stručný historický prehľad

vývoja a používania zbraní v rôznych obdobiach a podrobnejšie si popíšeme niektoré

zbrane, ktoré boli v danom období najdokonalejšie.

PravekZa zbrane by sa v praveku dali považovať vtedajšie kamenné nástroje. Hovorím

nástroje preto, lebo boli určené najmä k lovu zvery a k obrane pred šelmami. Napr.:

pästné kliny, oštepy, kamenné sekery a díky. Prvé takéto nástroje vyrábal už homo

habilis (človek zručný) ale homo erectus (človek vzpriamený) ich pozdvihol na novú

úroveň tým, že pri ich výrobe používal novú metódu-brúsenie. Dokonca existujú aj

dohady, že si pri ich výrobe napomáhal ohňom. Najviac používaným materiálom tej

doby bol pazúrik.

Starovek (3000 p.n.l.-476 n.l.)V staroveku sa výroba zbraní vyvíja najmä v tom, že sa začínajú používať kovy

a rôzne , v praveku vynalezené, nástroje sa začínajú upravovať a používať v boji na

zabijanie ľudí. Na dialku boli používané najmä oštepy, luky a šípy v Číne sa

používajú aj prvé kuše , na boj nablízko sú používané: sekery, prvé meče, píky,

palcáty, dýky atď.

Luky a šípyLuk a šípy sme sem zaradili preto, lebo sa jedná o najrozšírenejšiu strelnú zbraň

v staroveku a stredoveku. Archeológovia považujú za vznik luku obdobie 280 000 -

40 000 pred našim letopočtom. Luk sa používal najprv na lov ale potom aj na súboje.

Šípy tvorí na jednej strane hrot a druhá časť je operená (kôli zlepšeniu

aerodynamických vlastností). Hrot sa najprv v praveku vyrábal z oštiepka, neskôr

začiatkom staroveku z bronzu a v staroveku zo železa. Jazdci na koni mali menší luk

v porovnaní s tými, ktoré využívali pešiaci . V období cca 7 rokov pred našim

letopočtom bola dĺžka šípu cca 80 cm a hrúbka cca 10 mm. Slovanskí bojovníci

používali luky z dĺžkou 1,5 m – 1,9 m. Stred lučiska bol zosilnený a spravidla omotaný

motúzom. Na koncoch lučiska boli vyrobené zárezy, ktoré slúžili na upevnenie tetivy.

V tej dobe mohol lukostrelec zasiahnuť cieľ na vzdialenosť cca 200 m. Používali sa aj

zápalné šípy, ktoré boli tupé a taktiež otrávené šípy.

KušaPodľa historických dokumentov sú začiatky prvého použitia kuše na európskom

kontinente sa pravdepodobne viažu k začiatkom nášho letopočtu. Archeologické

nálezy, pochádzajúce z Číny (súčiastky spúšťových mechanizmov kuší zhotovených

z bronzu), podávajú dôkazy o tom, že kuša sa používala už pred niekoľkými

storočiami pred našim letopočtom. Od začiatku nášho letopočtu sa postupne začali

používať kuše jednak vo vojnových konfliktoch a jednak i pri love zveri. Cirkev v roku

1139 zakázal používať kušu v boji proti veriacim

(počas vojen ho však nikto nerešpektoval). Kuša

bola v 12. storočí rozšírenou vojenskou zbraňou.

Až do 15. storočia sa stala najúčinnejšou ručnou

strelnou zbraňou, ktorá na väčšiu vzdialenosť ako

luk dokázala spoľahlivo likvidovať protivníka bez

ohľadu na to, či mal na sebe alebo nemal pancier

a krúžkovú košeľu. Kušou bolo možné pomerne

ľahké preraziť aj štít a za ním smrteľne poraniť

protivníka. Používali ju nielen pešiaci, ale aj jazdci

na koňoch. Kuša priniesla aj niektoré zmeny do taktiky boja. Streľbou z kuší a lukov,

pred novovekom, keď sa ešte nepoužívali palné zbrane, sa spravidla začínal útok na

protivníka. Potom sa v rozvinutom boji používali bodné a sečné zbrane (napr. sekery,

meče, píky) Jazdci používali kušu tak, že pred nastúpenými radmi protivníka z určitej

vzdialenosti vystreľovali naňho šípy. Po vystrelení sa vracali späť, aby znova

s natiahnutými kušami mohli streľbu zopakovať. Takúto taktiku boja bolo možné

uplatniť len pri využití väčšieho dostrelu šípov vystrelených z kuší. Uvedený spôsob

útoku sa v niektorých armádach udržal a praktizoval aj dlho potom, keď už existovali

ručné strelné palné zbrane. Kuša umožňovala strelcovi vystreliť šíp aj keď ležal na

zemi, čo pri luku nebolo možné.Tento fakt umožňoval, aby sa strelec skryl a využil

moment prekvapenia. V porovnaní s lukom bola streľba pomalšia, pretože strelec

potreboval viac času na napnutie lučiska. Ako uvádzajú niektorí odborníci, tento

nedostatok vyvážil väčšie účinky kuše na zasiahnutých objektoch a možnosť strieľať

nimi aj z ležiacej polohy. Kuša sa skladá s lučiska, tetivy, sochy, spúšťacieho

zariadenia, strmeňa, úväzu lučiska k soche a operného kolíku.

Kuša bola významnou strelnou zbraňou i pri love zveri. Aj tu v porovnaní

s lukom mala viacej výhod. Predovšetkým kušu bolo možné natiahnuť ešte skôr ako

mala byť použitá na streľbu. Natiahnutá kuša neunavovala strelca, preto mohol

čakať na vhodný okamih, v ktorom bolo možné zver bezpečne zasiahnuť. Dlho držať

napnutý luk bolo pre lukostrelca oveľa namáhavejšie, a preto často strieľal nepresne.

Navyše kušu mohol pri love zveri použiť aj menej fyzicky zdatný lovec, pretože si ju

mohol natiahnuť pomocou napínacieho zariadenia. Pri love zveri v bujnej vegetácii sa

lovec s kušou mohol ľahšie pohybovať a výstrel nepotreboval veľký priestor.Výstrel z

kuše sprevádza zvukový efekt iba malej intenzity. Táto vlastnosť lukov a kuší

umožňovala strelcovi opakovať streľbu bez toho, aby živý nezasiahnutý objekt

spozoroval prvý výstrel a zareagoval naň. Šípy vystrelené z kuše sú schopné

dosiahnuť niekoľkonásobne vyššiu kinetickú energiu ako šípy vystrelené z luku. Je to

preto, lebo kuše majú lučiská do ktorých možno nahromadiť vyššiu energiu. Tieto

vlastnosti šípov kuší sa využívali v bojových konfliktoch pri prerážaní brnenia

protivníkov, štítov, ale aj pri ničení vzdialenejších cieľov, kde streľba z lukov už bola

málo účinná.

Stredovek

V stredoveku sa používajú podobné zbrane ako v staroveku, len s určitími

úpravami.

NovovekV novoveku sa prestávajú používať zbrane na boj zblízka a začínajú sa používať

prevažne zbrane na boj nadiaľku, fungujúce s pomocou streľného prachu. Meče majú

už iba obradnú, či ozdobnú funkciu.

Streľný prach (strelivina)Objavenie zmesi nazývanej pušný prach dodnes nie je objasnený. Kedy, kde a

už vôbec nie kto prvý namiešal pušný prach. Vieme, že za objaviteľov sa vyhlásilo

niekoľko ľudí. Ale ani jeden výskum nepriniesol definitívnu odpoveď. Existujú isté

všeobecne známe teórie, že streľný prach pochádza z Číny. Prvý záznam o použití

streľného prachu je vojenský záznam Alexandra Macedónskeho, kde spomína akési

„ohnivé strely“. Ale sú aj teórie, že strelný prach vynašiel františkán Roger Bacon

v Oxforde, Albert Mangus z Kolína nad Rýnom alebo nemecký mních Berthold

Schwartz. No s istotou sa dá tvrdiť len to, že čierny pušný prach objavili niekedy v

polovici 13. storočia v niektorej neznámej alchymistickej dielni. A jedná sa o zlúčeninu

Objav pušného prachu a jeho explozívnych účinkov dávajúcich strele pohybovú

energiu, princíp ktorý sa dodnes používa, podmienili vznik a vývoj strelných palných

zbraní.

Moderné dejinyV období moderných dejín je zaznamenaný obrovský nárast vývoja zbraní,

najmä kôli 1. a 2. svetovej vojne a studenej vojne. Počas tohoto obdobia už nie je

nemožné zabiť tisíce ľudí na opačnom konci zemegule.

Bojové plyny(Používané najmä počas 1. Svetovej vojny) Nemecko nepredpokladalo, že prvá

svetová vojna bude veľmi dlhá, preto malo malú zásobu zbraní. Ale aj napriek tomu

začalo koncom roku 1914 hľadať možnosti rýchlej výroby delostreleckých nábojov.

Keďže sa výroba výbušnín nedala zúžiť na jeden deň, začala nemecká vláda skúmať

možnosť použitia nevýbušného materiálu. Počas skúmania ich napadlo použiť proti

nepriateľovi nebezpečné chemikálie. Prvý nápad, vymeniť tesnenie za dráždivú

chemikáliu, stroskotal pri jeho prvom použití v Neuve Chapelle 27. októbra 1914.

Ďalší nápad bol plniť liatinové náboje xylylbromidom (slzným plynom). Profesor

Haber, riaditeľ Ústavu cisára Wilhelma pre fyzikálnu chémiu v Dahleme navrhol, aby

sa slzný plyn stlačil do valcov aby sa uvoľnil v smere vetra. Tieto náboje boli po prvý

raz použité proti ruskej armáde pri Bolimove 31. januára 1915 kde sa neosvedčili,

pretože plyn v nábojoch v tuhej zime zamrzol a nedal sa použiť. Ďalší pokus o ich

použitie v bitke proti Britskej armáde v Nieuporte v marci 1915 zlyhal. Tieto dva

pokusy neboli ohlásené a preto si verejnosť myslí, že prvé použitie slzného plynu

bolo v Yprese 22.apríla 1915. Pozdĺž 6 kilometrov frontu bolo rozmiestnených 5 730

valcov, ktoré obsahovali 168 ton chlórového plynu. Po ich odpálení vzniklo obrovské

mračno plynu a to spôsobilo 8 kilometrovú trhlinu v línii nepriateľských vojsk. Keďže

útočníci neboli pripravení na svoj úspech a nemali rezervy pripravené vrhnúť sa

dopredu, táto trhlina bola znovu zaplnená vojskami. Po tomto útoku začali všetky

bojujúce strany vyvíjať, vyrábať a dovážať útočné plyny na front.

Počas celej vojny sa testovalo okolo 3 000 látok, z ktorých bolo len 38

označených za schopné použitia a asi 12 látok sa použilo vo veľkom.Plyny použité v

tejto vojne môžeme rozdeliť do 5 skupín: látky vyvolávajúce slzenie napr.slznýplyn

(bromobenzyl kyanid), dusivé látky poškodzujúce pľúca napr. chlór, otravné látky

napr. fosgen, kýchavé bojové látky, ktoré dráždia dýchacie ústroje napr. difenyl

chlórarzén, pľuzgierotvorné otravné látky dichlórethyl (horčičný plyn)Niektoré plyny

majú dobu účinku len niekoľko sekúnd, iné niekoľko mesiacov.Na to, aby bola

dosiahnutá maximálna účinnosť týchto zbraní, sa musela zaplaviť určitá oblasť

vysokou koncentráciou plynu, ktorá zneškodní nepriateľov. Preto Britská armáda pre

tento účel vyvinuli granátomet Livens. Po stovkách ich zakopávali do zeme, potom sa

elektricky opálili a to spôsobilo odpálenie veľkého množstva granátov. Jeho prvé

použitie pri Arrase 9. apríla 1917 spôsobilo vyše 100 mŕtvych mužov a ďalších 500

mužov museli hospitalizovať. Nemci po ukoristení vzorky granátometu Livens vyvinuli

jemu podobný granátomet. Keďže Nemci mali oveľa vyspelejší chemický priemysel

ako ostatné bojujúce frakcie, vyskúšali ako prví účinok kýchavých bojových látok a

pľuzgierotvorných otravných látok. Horčičný plyn, použitý 12. júla 1917 v oblasti

Ypres, spôsobil početné obete na strane Britov. Boli veľké preto, lebo tento plyn bol

pre nich neznámou látkou so slabým zápachom a minimálnym okamžitým účinkom.

Vojakom po kontakte s týmto plynom, sa vytvorili po 12-tich hodinách pľuzgiere,

oslepli a mali vážne poškodené pľúca. Kýchavé bojové plyny mali slabé účinky, keď

boli použité ako samostatná bojová látka. Preto sa používal spolu s niektorými

ďalšími toxickým plynmi. Nebol to naozajstný plyn, ale obsahoval drobné pevné časti,

ktoré boli schopné preniknúť cez plynové masky nepriateľov. Účinky týchto častíc

prinútili vojakov zložiť si masku, aby mohli kýchať, prípadne zvracať. Po zložení

masky vdýchli toxický plyn a následne zomreli. Napriek tomu, že sa používal veľmi

často, mal menej ako tretinu percenta podielu na obetiach vojny. Nevýhoda tohto

plynu a nielen jeho, ale aj iných, bola, že vojaci sa po prepustení z nemocnice

okamžite uzdravili. Tieto jednoduché plyny mali najväčší úspech v zaplavení

nemocníc a evakuačných služieb, čo spôsobilo zaťaženie celého zásobovacieho

systému.

Ich ďalší vývoj je nám známy tým, že Liga národov vydala Ženevský protokol,

ktorý odsudzoval použitie plynu a bakteriologických zbraní. Protokol podpísalo 40

štátov, okrem USA, Japonska a niekoľkých štátov. Po vypuknutí 2. svetovej vojny

rešpektovali tento Protokol a nepoužili žiadne plyny a iné toxické zbrane. Ale aj tak

mali v zásobe nejaké zbrane, ktoré nepoužili nielen preto, že podpísali Protokol, ale

aj kôli strachu z prípadnej hrozby nepriateľských zbraní podobného typu. Nakoniec

sa ukázalo, že Nemci mali mali podobnú zbraň pripravenú. Nepoužili tiúto zbraň tiež

preto, lebo boli presvedčení, že Briti mali rovnaký typ zbrane ako oni a taktiež preto,

lebo nemali ešte vyvinutú protilátku. Touto krutou zbraňou bol nový typ útočného

plynu, nazvaný nervový plyn, ktorý útočil na nervový systém a spôsoboval takmer

okamžitú a bolestivú smrť. Bol objavený v roku 1936 pri výskume organických látok,

vedený doktorom Gebhardom Schraderom. Pri testoch jedného z veľkého množstva

látok dokázali jeho silné smrtiace účinky aj na ľuďoch. Nasledoval ďalší vývoj a táto

látka bola nazvaná tabun. Pokračovalo sa vo výskume a boli objavené nové látky:

sarin a soman. Keďže ich výroba bola komplikovaná, neopustili laboratória do konca

vojny. Na základe týchto výsledkov nemeckých laboratórii z mnohých výskumov

začali víťazné mocnosti vytvárať nové vlastné programy s nervovými plynmi. Odvtedy

je všetko, čo akýmkoľvek spôsobom súvisí s vývojom nervových plynov, utajené.

TankPočas začiatku 1. svetovej vojny vznikla na západnom fronte tzv. patová situácia:

začala sa zákopová vojna. Straty na obidvoch stranách boli obrovské. Preto sa

vtedajšia Britská vláda rozhodla vyrobiť tajnú zbraň- vozidlo, ktoré by odolalo

intenzívnej palbe, prekonalo ťažký terén

a zároveň zabilo čo najväčší počet

nepriateľských vojakov. Už v roku 1915

preto Britská vláda vyskúšala prvý prototyp

tanku: „Little Willie“. Ten mal však problémy

s terénom. Preto neskôr vyrobili lepší

prototyp. Stroj mal typický kosodlžníkový

tvar, pásy obiehali celý trup dookola. Výzbroj nebola vo veži, ako pri dnešných

tankoch, pretože by to príliš zvyšovalo ťažisko. Namiesto toho boli guľomety vo

výstupkoch umiestnených na bokoch. Stroj pôvodne označovali ako loď súše. Podľa

konštruktéra ho tiež volali Wilsonov stroj, ale aj stonožka. Názov tank sa vžil

náhodou. Pri prevoze do Francúzska totiž kvôli utajeniu nové zbrane označovali ako

nádrže na vodu, čiže tanky. Debut na bojisku mali tanky 15. septembra 1916 počas

bitky na Somme. Vývojári si predstavovali masový útok stoviek obrnencov, ktorý

podlomí morálku protivníka. Velenie však chcelo tanky vyskúšať čo najskôr, a tak ich

do útoku vyslalo ledva 50, aj to v menších skupinkách. Stroje trpeli poruchami, preto

sa ich do boja nakoniec zapojilo iba 35. Ich prítomnosť šokovala nemeckých vojakov,

efekt však bol minimálny. Britská pechota totiž nevedela s obrnencami

spolupracovať. Predčasné nasadenie tankov tiež Nemcom umožnilo vypracovať

taktiku boja proti tankom.emecko preto rýchlo vynaliezlo protitankovú muníciu pre

delostrelectvo. Zákopová vojna tak trvala ešte dva roky. Avšak hlavné je, že tanky sa

bežne a často používajú dodnes a spôsobujú obrovské straty pozemným jednotkám.

Kalashnikov (AK-47)AK-47 je snáď najznámejšou a najrozšírenenejšou zbraňou na svete. Jedná sa

o útočnú pušku, používajúcu náboje ráže 7, 62mm X 39. Príbeh tejto zbrane sa začal

15. Júla 1943 kedy Sovietsky zväz prezentoval ukoristený exemplár zbrane MP-43

a zásobník. V súvislosti s touto udalostou vrchný dizajnér Nikolay Elizarov spolu

s vrchným konštruktérom Pavlom

Ryazanovom vytvorili prvý

sovietsky zásobník. Potom bola

vyhlásená súťaž, ktorej sa

účastnilo 15 dizajnérov,

o vytvorenie zbrane pre tieto

zásobníky. Zúčastnil sa jej aj

Mikhail Kalashnikov, ktorý

prezentoval svoju prvú zbraň roku 1946, ale bola odmietnutá. Tak teda poprosil

svojho kamaráta Vladimira Deikiho , zručného konštruktéra , o pomoc s prerobením

zbrane. Druhá puška už zožala oveľa väčší úspech, ako prvá a v roku 1949 bola

uvedená do hromadnej výroby. Čoskoro sa stala štandartnou výbavou nielen

sovietskej armády, ale aj všetkých armád štátov Varšavskej zmluvy. Existujú dokonca

údaje, že sa jej vyrobilo okolo 30 miliónov kusov. Kôli jej nízkej cene, ľahkej

dostupnosti a spoľahlivosti je AK-47 obľúbenou zbraňou teroristických hnutí

a dokonca aj americkej armády . Má prepínateľné režimy palby.

Atómová Bomba

Atómová bomba všeobecneJadrové zbrane sú najničivejšie zbrane aké doteraz človek vymyslel a to nielen

preto že jej sila je asi milión krát väčšia ako sila TNT (Trinitrotoluén) ale aj pre jej

dlhotrvajúce kontaminačné účinky - rádioaktivitu. Musím však podotknúť, že sila

spútaná v jadrách atómu nám aj pomáha vytvárať až 16% celosvetovej spotreby

elektrickej energie.

Po výbuchu jadrovej zbrane nastanú tri paralelné javy:

Teplo: Tento jav nastáva hneď po výbuchu, a v jeho centre môže teplota

dosiahnuť až niekoľko miliónov stupňov. To znamená, že sa kamene v blízkej

vzdialenosti roztopia a následne vyparia a vo vzdialenosti 40km od epicentra výbuchu

sa môžu vyskytovať popáleniny.

Tlaková vlna: Nastáva tiež hneď po detonácií a trvá asi 20s, pri

najsilnejších typoch atómových bômb a je efektívny v okruhu niekoľkých kilometrov a

tlak v centre výbuchu je 100 000 atmosfér. by pôsobil, ak by na Zemi bolo také

hlboké more, v hĺbke asi 1000km pod vodou. Na rozdiel od iných trhavín kde je doba

trvania tlakovej vlny asi 0,01sekundy. Tlak 100 000 atmosfér by pôsobil, ak by na

Zemi bolo také hlboké more, v hĺbke asi 1000km pod vodou. Tlak spôsobuje útvar v

podobe hríbu ktorý je zložený z prachu.

Radiácia: Tento jav je špeciálny pre jadrové zbrane. Radiácia nastáva

keď sa nestabilné jadrá snažia dostať do stabilnejšej podoby vyžarovaním častíc.

Poznáme tri druhy žiarenia α(alfa), β(beta), a γ(gama). V prípade, že žiarenie narazí

do jadra bunky, kde sa nachádza DNA dokáže ho pozmeniť. To znamená, že

zasiahnutá oblasť bude ešte dlho neobývateľná a ľudia, ktorý boli silne ožiarený budú

mať veľkú pravdepodobnosť, že dostanú rakovinu.

Práve pre veľkú energiu uvoľňujúcu sa z rozpadajúce ho sa jadra uránu a dlhodobé

následky rádioaktivity je jadrová zbraň jedným z najhorších vynálezov ľudstva.

Vznik jadrovej zbraneVývoj jadrových zbraní začal keď O.

Hahn a F. Straßmann prišli na to že jadro

uránu ostreľované neutrónmi sa rozpadá a

časť väzbovej energie, viažucej protóny a

neutróny v jadre, sa mení na teplo. Szilárd a

Fermi zas prišli na to, že pri dostatočnom

množstve uránu je možné vyvolať reťazovú reakciu, teda domino efekt. Mnohí vedci

si tento fakt uvedomovali a preto Einstein a Szilárd, v roku 1939 napísali vtedajšiemu

americkému prezidentovi Rooseweltovi list v ktorom písali o hroziacom nebezpečí zo

strany fašistického Nemecka ale aj o možnosti využitia tejto energie na nevojenský

účel. V roku 1942 bol uvedený do funkčnosti prvý jadrový reaktor, v rámci prísne

tajného projektu Manhattan, ktorý zostrojili domáci aj prisťahovaní vedci v USA. Išlo o

reaktor s veľmi jednoduchou konštrukciou a prvou človekom riadenou jadrovou

reakciou na svete. Reaktor sa nachádzal pod tribúnou futbalového štadióna

Chicagskej univerzity. Vývoj reaktoru sa konal pod najvyšším utajením a hlavným

účelom výskumu bolo vytvorenie atómovej bomby. Prvú atómovú bombu vytvorili o 3

roky neskôr teda v 1945, za vedenia Fermiho a Opennhaimera. Hneď nato ju aj

vyskúšali v Novom Mexiku. 6. a 9. Augusta 1945 zhodili atómovú bombu na Hirošimu

a Nagasaki.

Hirošima a NagasakiPotom čo Japonsko odmietlo kapituláciu od USA sa Američania rozhodli použiť

ich dlho pripravovanú zbraň, atómovú bombu. 6. Augusta dopadla prvá z dvoch bômb

na Hirošimu.

Z letiska na ostrove Tinian dňa 6. Augusta 1945 vyštartovalo viacero

bombardovacích lietadiel. Všetky, až na jedno niesli 28 000 kilogramov paliva.

Jediné lietadlo, Enola Gay malo o 1,5 tony paliva menej. Z toho dôvodu, že niesla

prvú zhodenú atómovú bombu na svete. Volala sa Little Boy. Išlo o atómovú bombu

na báze uránu.

Piloti lietadla Enola Gay mali určené tri primárne ciele: Hirošima, Kokura

a Nagasaki. Konkrétny cieľ sa vyberal podľa lokálnych podmienok nad jednotlivými

cieľmi.

Ako prvé vyleteli z letiska tri bombardéry, zisťovať meteorologické podmienky.

Asi o hodinu vyštartoval z letiska na ostrove Tinian bombardér Enola Gay.

Neskôr nad ostrovom Iwo Jima utvorila formáciu s ďalšími dvoma bombardérmi a

vyrazili na smer ostrov Šikoku. Asi tri hodiny potom priletel bombardér s Little Boy k

Hirošime a bol spozorovaný. V meste bol vyhlásený letecký poplach, aj keď sa

domnievali, že ide len o prieskumné účely. O trinásť minút na to bola vypustená

atómová bomba na Hirošimu. Formácia troch bombardérov vykonala okamžitý obrat

o 60 stupňov a čo najrýchlejšie sa snažili dostať preč zo zóny výbuchu. Dve minúty

po vypustení bomby začala vnútri bomby prebiehať jadrová reakcia.

O 30 sekúnd vybuchla nad mestom Hirošima prvá atómová bomba na svete,

Little Boy. V ten deň zahynulo v Hirošime 240 000 ľudí.

O tri dni neskôr Američania vypustili druhú atómovú bombu, Fat Man, na mesto

Nagasaki. Opäť z letiska na ostrove Tinian, vyletel bombardér, ktorý niesol 5-tonovú,

tentoraz plutóniovú bombu. Opäť boli na výber rôzne ciele.

Tentoraz bol primárnym cieľom mesto Kokura a tým druhým

Nagasaki. Konečný cieľ opäť vyberali podľa počasia nad

danými mestami. Tak ako aj pred troma dňami, vyleteli ešte

pred lietadlom nesúcim atómovú bombu, dve lietadlá, ktoré

mali zistiť aktuálny stav atmosféry. Keďže bola nad hlavným

cieľom veľmi veľká oblačnosť, lietadlo s jadrovou zbraňou

dostalo príkaz zhodiť bombu na mesto Nagasaki. 11 hodín po

štarte bola vypustená bomba a po výbuchu okamžite zahynulo v meste 73 000 ľudí.

Na následky výbuchu ďalších 25 000.

Len pre zaujímavosť, výbuchu tejto atómovej bomby by sa rovnalo výbuch 21

kilo ton výbušniny TNT (Trinitrotulén).

Jadro atómuAby sme poriadne pochopili javy vnútri v atómovej bombe treba sa pozrieť na

zloženie atómového jadra. Jadro je zložené z nukleónov, ktorých počet vyjadruje

nukleónové číslo A. Nukleóny sú neutróny, ktorých počet vyjadruje neutrónové číslo

N a protóny, ktorých počet vyjadruje protónové číslo Z. Preto môžeme povedať, že

A=Z+N. Keďže atómy sa veľkosťou nedajú porovnávať s ničím v našom okom

viditeľnom svete a ani pre nich neplatia mnohé zákony klasickej mechaniky, bolo

treba vyvinúť nový fyzikálny odbor, kvantovú fyziku. Tak napríklad jadro je 100 000-

krát menšie ako celý atóm, ktorý má polomer 10 -10m. To znamená, že keby sme mali

orech (r = 2cm), predstavujúci jadro atómu, elektrónový obal by musel mať polomer

200m. V jadre je paradoxne umiestnená takmer celá hmotnosť atómu. Veď protón je

1840-krát ťažší ako elektrón a neutrón je iba o trochu ťažší ako protón. Na rozmery

atómov prišiel Rutherford, v roku 1910, keď strieľal na veľmi tenkú zlatú fóliu alfa

častice, ktoré, ako sa neskôr zistilo, sú jadrá hélia.

Alfa častice sú kladne

nabité a preto boli od jadra

odpudzované pod istým

uhlom. Tento pokus sa

musel odohrávať vo

vzduchoprázdnej komore

aby sa zamedzilo rozptylu

α častíc na jadrách

vzduchu a zlatá fólia bola

použitá pretože sa s nej

dala urobiť veľmi tenká

fólia, tým pádom sa

zamedzilo rozptylu α častíc viacerých jadrách. Rutherford potom pozoroval koľko

častíc sa odklonilo pod istým uhlom a podľa toho vypočítal veľkosť atómového jadra.

Keďže protóny sú veľmi blízko pri sebe mali by sa odtláčať a jadra zložitejších prvkov

ako vodík by nemali existovať. Našťastie v jadrách pôsobí silná jadrová sila ktorá síce

pôsobí na veľmi krátku vzdialenosť ale je o to silnejšia ako elektrická odpudivá sila.

Nestabilné (rádioaktívne) jadráRádioaktivitu jadra prvý krát pozoroval v roku 1896 Becquerel. Tento jav skúmali

aj manželia Curieovci objavili ďalšie nestabilné prvky a to rádium a polónium, na

nešťastie zomreli práve na následky rádioaktivity. V roku 1902 Ernest Rutherford

spolu s Soddym zistili, že rádioaktivita je samovoľná premena jadier atómov.

V jadre pôsobiaca SJS ktorá

zväzuje blízke častice. Na tomto

obrázku vidíme ako sa červené

protóny odtláčajú elektrickou

odpudivou silou a zároveň priťahujú

najbližšie častice silnou jadrovou

silou (SJS). Toto platí aj pre neutróny

až nato, že sa navzájom neodtláčajú.

Odpudivá sila protónov v jadre

sa dá vypočítať ako Fod=k ∙Q 1∙Q 2

r2 . Kde Q je náboj, r je vzdialenosť medzi protónmi a

k je konštanta. To znamená, že čím je viac protónov tým je aj väčšia odpudivá sila.

SJS je priamoúmerná počtu častíc v dosahu silnej jadrovej sily. Aby bola

dosiahnutá čo najväčšia SJS je potreba aby boli v jadre atómu správne rozložené

častice.

Jadro sa rozpadne vtedy, keď SJS je menšia ako Fe Stabilitu jadra vieme aj

porovnávať. A to tak, že vydelíme celkovú hodnotu väzbovej energie v jadre počtom

nukleónov a vyjde nám koľko väzbovej energii prilieha jednému nukleónu, teda Ev/A.

ŽiarenieRádioaktívne žiarenie sa skladá z troch zložiek:

Alfa žiarenie: sú to jadrá hélia, to znamená, že sú kladne nabité. Majú

veľkú hmotnosť oproti ostatným druhom žiarenia a pri prenikaním látky sa veľmi

rýchlo zastavia. Na zastavenie jadra hélia úplne stačí tenký list papiera pretože pri

odrážaní sa od jadier atómov veľmi rýchlo stráca energiu a jeho dolet vo vzduchu je

iba niekoľko centimetrov. Ak atóm vyžiari alfa časticu, teda jadro hélia, posunie sa

prvok v periodickej tabuľke chemických prvkov o dve miesta vľavo a jeho nukleónové

číslo zmenší o štyri.

Beta žiarenie: sú to elektróny, teda sú záporne nabité. Rozlišujeme dva

druhy beta žiarenie. Žiarenie β- je, keď sa po rozpade neutrónu vyžiari elektrón(e -),

ale protón sa usídli v jadre. To znamená, že sa prvok zmení, posunie sa v periodickej

tabuľke prvkov o jedno miesto doprava a zmenia sa jeho základné vlastnosti. β+ je

keď sa protón rozpadne na neutrón a vyžiari sa pozitrón (e+) a jeden neutrón sa usadí

v jadre. Beta žiarenie vieme zastaviť tenkým hliníkovým plechom.

Gama žiarenie: je to prúd fotónov s vysokou energiou. Gama žiarenie je

neutrálne. Gama žiarenie je možné zastaviť pomocou oloveného bloku s veľkou

hrúbkou ale úplne odtieniť sa však nedá. Je

sprievodným javom alfa aj beta žiarenia, teda

keď sa z jadra niečo vyžiari, jadro je veľmi

krátky čas v excitovanom stave. Pri návrate do

pôvodného stavu vyžiari isté svetelné kvantum,

teda gama žiarenie.

Skutočnosť, že častice sú rôzne nabité,

zobrazuje aj takzvaný Geigerov-Müllerov

počítač. Jedná sa o všetky tri druhy žiarenia

(α,β,γ), ktoré kolmo vstupujú do magnetického

pola. Všetky tri zložky rádioaktívneho žiarenia

sa správajú rozlične. α žiarenie sa odkláňa na záporne nabitú stranu, β žiarenie sa

odkláňa na kladne nabitú a keďže γ žiarenie nie je elektricky nabité sa vôbec

neodchyľuje.

Rádioaktívne žiarenie je nebezpečné pre živé organizmy, kvôli jeho schopnosti

rozkladať molekuly a privádzať atómy do excitovaného stavu, práve preto sa volá aj

ionizačné žiarenie. Ak žiarenie zasiahne a poškodí DNA, naše telo je schopné opraviť

niektoré škody na genetickom kóde. Je totiž zvyknuté na malé dávky radiácie, ktoré

boli na Zemi od jej vzniku. Napríklad v zemskom jadre prebiehajú jadrové reakcie

uránu, a vzniknuté teplo zohrieva Zemeguľu. Ak by tieto reakcie neprebiehali, Zem by

dávno vychladla, zmizlo by jej magnetické pole, ktoré chráni našu atmosféru pred

slnečným vetrom.

Ak naše telo dostane väčšiu dávku žiarenia než na akú je zvyknuté, poškodí sa

genetický kód natoľko, že sa bunky začnú nekontrolovateľne deliť a toto ochorenie

nazývame rakovina. Pri extrémnych prípadoch takisto môže dôjsť k tomu, že

ionizačné žiarenie zmení aj celkovú stavbu živého organizmu.

Hmotnostný úbytok a väzbová energiaPráve vďaka hmotnostnému úbytku získame z atómovej elektrárne omnoho viac

energie ako z tepelnej alebo inej elektrárne. Jadrová energia je oveľa účinnejšia ako

bežné chemické reakcie. Napríklad z piatich gramov obohateného uránu sa získa

toľko energie, ako zo spálenia 400 kg čierneho uhlia alebo 640 kg dreva.

Zaujímavé je, že keď spočítame hmotnosti neutrónov a protónov v jadre a

porovnáme ich so skutočnou hmotnosťou jadra atómu zistíme, že hmotnosť jadra je

menšia ako vypočítaná. Rozdiel týchto hmotností nazývame hmotnostný úbytok(B j).

Väzbová energia je daná vzťahom E v=B j ∙ c2, kde Ev je väzbová energia a c je

rýchlosť svetla.

Väzbová energia je energia, ktorú treba dodať jadru aby sa rozpadlo na protóny

a neutróny, prípadne na iné jadrá, alebo energia, ktorú získame ak sa jadro

rozpadne.

Jadrové reakcieJadrové reakcie sú základ fungovania atómovej bomby aj atómovej elektrárne. V

týchto reakciách sa používajú len niektoré prvky. Sú to prvky nestabilné. Najčastejšie

sa používajú urán a plutónium. Existujú ale dva druhy uránu. Urán s nukleónovým

číslom 238 (stabilnejší) a 235 (nestabilnejší). Práve kvôli tomu, že pre urán s A=235

je väčšia pravdepodobnosť, že sa ho podarí rozbiť, sa používa práve on v jadrových

bombách. Ale v prírode sa ho vyskytuje len 0.1 %.

Jadrová reakcia prebieha tak, že do jadra reaktantu narazí neutrón. Neutrón

preto, lebo pri bežných rýchlostiach by elektrón nedokázal jadro rozbiť, lebo je príliš

ľahký a v reaktore alebo bombe nie je dostatok miesta pre urýchľovač častíc, ktorý by

dokázal elektrón zrýchliť natoľko, aby dokázal rozbiť jadro. Protón sa nepoužíva pre

jeho kladný náboj. Bol by odtláčaný protónmi v jadre, a preto by sa do neho

nedokázal trafiť. Jedine neutrón je dosť ťažký nato, aby vyvinul potrebnú rýchlosť na

rozbitie jadra a je bez náboja, teda na neho nebude vplývať nijaká elektrická

odpudivá sila.

Po náraze neutrónu do jadra uránu, prebehne

jadrová reakcia. Urán sa rozbije na dva ďalšie prvky

a na ďalšie neutróny. Vďaka tomu, že vzniknú aj

ďalšie neutróny, začne prebiehať takzvaný domino

efekt. Znamená to, že neutróny z rozbitého uránu

narazia do ďalších jadier uránu a tak to pokračuje

kým sa neminú jadrá uránu. To, na aké ďalšie prvky

sa Urán rozpadne, sa nedá predpovedať, ale z

pozorovania vedci zistili, že sú to prvky väčšinou s

nukleónovými číslami okolo A=140 a A=90. Niekedy

sa môže stať, že sa neutrón netrafí, alebo sa po

náraze jadro uránu nerozpadne.

Jeden z produktov jadrovej reakcie je energia. Spôsobuje ho vyššie spomínaný

hmotnostný úbytok. Hmotnostný úbytok tu je ale o niečo iný ako hmotnostný úbytok v

jadre. Keď spočítame hmotnosti produktov jadrovej reakcie, zistíme, že hmotnosť

produktov sa nerovná hmotnosti reaktantov. Táto hmotnosť sa spotreboval na

väzbovú energiu produktov. Ostatná energia sa uvoľnila. To je zdroj tej obrovskej

energie, o ktorej sa hovorí v súvislosti s jadrovou bombou a elektrárňou.

Jednou z najčastejšou z mnohých reakcií je, keď z rozbitého uránu vznikne

bárium, kryptón a 3 neutróny.

Vedeckým zápisom: 1n 235U 144Ba* + 89Kr* + 3 (1n)

Ďalšou možnou reakciou, je vznik stroncia, xenónu a piatich neutrónov.

Vedeckým zápisom 1n + 235U 91Sr* + 140Xe*

Priebeh v jadrovej bombeV jadrovej bombe sa nachádzajú dva a viac systémov s podkritickým množstvom

nestabilného prvku. Aby bomba

explodovala, je nutné, aby sa podkritické

množstvá priblížili. Na vytvorenie jadrovej

bomby treba asi 10 až 20 Kg uránu.

V starších typoch mali iba dve

pologule podkritických množstiev v

modernejších dokážu zostaviť bombu z

viacerých častí, vedia dosiahnuť väčší

účinok.

Po priblížení podkritických množstiev

prebieha jadrová reakcia, uvoľnuje sa

teplo a narastá tlak. Práve preto musí

mať bomba silný plášť, aby sa v nej dokázalo nahromadiť dostatočné teplo. V

prípade, že bomba je obalená kobaltovým plášťom, po výbuchu, ožiarený a silne

rádioaktívny kobalt sa roznesie do okolia a napácha silné škody.

Účinky jadrovej bomby podrobnejšieAko sme už spomínali skôr, jadrová bomba má omnoho ničivejšie následky ako

akákoľvek iná výbušnina. Existuje ale ešte bomba s ničivejšími následkami ako

jadrová bomba. Volá sa vodíková bomba. Takáto vodíková bomba, ak je dobre

mierená, dokáže zničiť obrovské mestá aj s predmestiami a miliónmi obyvateľov.

Pre dosiahnutie ešte ničivejšieho účinku, sa plášť atómovej bomby vyrába

z rádioaktívneho kobaltu, ktorého polčas rozpadu je 5,3 rokov. Pri explózii sa jemne

rozpráši do okolia a teda oblasť zasiahnutá kobaltom bude ešte v ďalších rokoch

neobývateľná.

Pri zhadzovaní prvých atómových bômb ešte neboli vyvinuté technológie nato,

aby bomba vybuchla až pri dopade na zem, takže bomba musela vybuchnúť nad

povrchom. Teraz sú však už vyvinuté technológie nato, aby bomba vybuchla až pri

dopade na zem. V takom prípade by sa dá počítať s krátermi s priemerom až 1,5

kilometra a hĺbkou 70-90 metrov. Výbuch bomby pri dopade by spôsobil aj sto

miliónov ton vyhodenej zeminy. To by znamenalo, že by sme mohli pozorovať účinky

podobné výbuchu sopky alebo zemetraseniu. Potom v zasiahnutej oblasti vzniknú

rozsiahle požiare s teplotou až 500 stupňov Celzia.

ReakcieChemické reakcie sú premeny reaktantov na produkty pri ktorom staré väzby

zanikajú a nové vznikajú. Skoro všetky chemické reakcie sú sprevádzané zmenou

energie. Tá sa môže počas reakcie uvoľniť alebo naopak treba ju dodať (v rôznej

forme napr. na elektrickú, svetelnú a vo väčšine prípadov tepelnú energiu). Zmena

energie v reakcii ja dôsledkom rozdielu medzi energiou štiepenia a tvorby väzieb.

V tejto kapitole sa budeme viac venovať takzvaným endotermickým

a exotermickým reakciám ktoré prebiehajú hlavne v motoroch aut. Pri nich sa vytvára

tepelné energia. Presnejšie pri exotermickej sa teplo do okolia uvoľňuje a pri

endotermických sa z okolia teplo príma.

Takže od základov :

Reakčná entalpia Alebo reakčné teplo je množstvo tepelnej energie , ktorá sa uvoľňuje alebo

spotrebuje pri chemickej reakcii. Označujeme ju písmenom H a vyjadrujeme

v jednotkách kJ.mol-1. Je to rozdiel medzi celkovou entalpiou reaktantov a celkovou

entalpiou produktov. Zmena entalpie zapisujeme na konci rovnice ktorá vyjadruje

danú reakciu a meria sa pomocou kalorimetra. Táto je spôsobená vytváraním

a štiepením väzieb počas reakcie.

Väzbová energia Je mierou pevnosti kovalentnej väzby medzi dvoma atómami. Je to energia

ktorá musí byť dodaná, aby došlo k rozštiepeniu väzieb a ktorá sa uvoľňuje pri ich

vzniku. Rozdiely v týchto silách vytvárajú energetické zmeny v priebehu reakcie.

Termochemické rovniceV termochemických rovniciach sa uvádza hodnota reakčného tepla a skupenský

stav rektantov a produktov. Skupenstvo treba uvádzať lebo hodnota reakčného tepla

je pre tú istú látku v rôznom skupenstve odlišná. Napríklad reakciou vodíka

s kyslíkom môže vzniknúť vodná para alebo kvapalná voda. Vodná para má vyššiu

entelapiu ako voda tej istej teploty. Označenie stavu reaktantov a produktov

v termochemických rovniciach:

s (soulidus)- látka je v tuhom skupenstve

l (liquidus)- látka je v kvapalnom skupenstve

g (gaseus)- látka je v plynnom skupenstve

aq (aqua)- látka je vo vodnom skupenstve

Termochemické zákony1. Hodnota reakčného tepla priamej a spätnej reakcie je rovnaká a líši sa len

znamienkom

2. Reakčné teplo určitej reakcie sa rovná súčtu reakčných tepiel čiastkových

reakcií.

Príklady endotermickej reakcie: Fotosyntéza je príkladom endotermickej

reakacie. V tomto procese rastliny využívajú slnečnú energiu, CO2 a vodu

sa premieňa na glukózu a kyslík. Táto reakcia vyžaduje 15MJ energia (slnečné

svetlo)/kg glukózy, ktorá je vyrobená. Reakcia v chemickom zápise vyzerá takto:

slnečné žiarenie + 6CO 2 (g) + H 2 O (l) = C 6 H 12 O 6 (aq) + 6O 2 (g)

Príkladom exotermickej reakcie je reakcia sodíka s chlórom pričom vzniknutý

produkt bola kuchynská soľ. Táto reakcia produkuje 411 kJ/mol soli, ktorá je

vyrobená. Chemický zápis priebehu reakcie :

2Na (s) + Cl 2 (s) = 2NaCl (s)

Ďalšie príklady endotermických reakcii je napríklad topenie ľadu, roztápanie tuhej

soli, odparovanie kvapalnej vody, rozpúšťanie dusičnanu amónneho vo vode.

Exotermické reakcie sú napríklad trávenie potravy, všetky spaľovacie reakcie

(požiare), C + O 2 à CO 2 + energie, kondenzácia vody, explózia bomby.

PaliváV minulosti a aj dnes sú na svete miesta kde ropa vyvierala na zemský povrch

ako napríklad na Kysuciach, Orave alebo tiež aj v Kalifornii. Dnes všsak ropu

získavame hlavne z ropných pascí. Ropu získavame 3 spôsobmi:

1; Keď je ropa v ložisku zo zemným plynom pod tlakom tak vyteká na povrch tak

dokážeme získať 20% .

2; Pomocou čerpadiel dokážeme vyťažiť 25-30%.

3; Znižovanie viskozity zohrievaním. Tak dokážeme vyťažiť ďalších 5-15%.

Druhy ropyRopa sa delí podľa pôvodu, ale aj podľa hustoty:

-ľahká

-stredne ťažká

-ťažká

Dá sa deliť aj podľa ďalších kritérií ako napríklad podľa obsahu síry –sladká keď

má menej ako 0,5 síry a slaná keď obsahuje viac ako 0,5 síry.

Využitie a spracovanie ropyRopa ako taká je pre nás nevyužiteľná preto ju musíme najprv spracovať a na to

používame dve technológie: frakčná destilácia a rafinovanie.

Frakčná destilácia je oddeľovanie skupín uhľovodíkov pri atmosférickom tlaku.

Keďže každá z týchto skupín má iný bod varu dá sa to použiť na ich oddelenie. Je to

proces v ktorom sa ropa rozdeľuje na frakcie, podľa ich teplôt varu.

Rozdelenie:

Teplota

Názov frakcie

Farba

Viskozita Ako horí

20-

70 °C

benzí

n

svet

lo žĺta tekavá

ľahko, jasný žĺty

plameň

70-

120 °C nafta žĺta

dosť

tekavá

celkom ľahko, žĺty

plameň, dym

120

-170 °C

parafí

n

tma

vo žĺta

dosť

viskózny ťažšie, čadivý plameň

170

-240 °C

dieslo

vý olej

hne

dá

viskózn

y ťažko, čadivý plameň

Nízku teplotu varu majú uhľovodíky s krátkym reťazcom (CH4, CH3-CH2, CH3-

CH2-CH3, CH3-CH2-CH2-CH3), vysokú z dlhým reťazcom (ťažké frakcie- mazut

(zvyšok po destilácii ropy, ťažký vykurovací olej). Na to aby sa dali tieto uhľovodíky

triediť, sú v každej frakčnej kolóne potrebné etáže teda poschodia. Ku každému

poschodiu prislúcha určitá teplota. Ropa sa v rúrkovej peci zohreje na teplotu 400°C

vďaka ktorej sa veľká časť odparí. Para z vriacej ropy prechádza trúbkami vyššie.

Ako náhle sa skupina uhľovodíkov

dostane k poschodiu, ktorého teplota je

práve teplota varu danej frakcie, frakcia

skondenzuje a odvedie sa potrubím. Aby

sa frakcie od seba čo najlepšie oddelili

destilujú sa viackrát.

Plyn, Benzín, Kerozin, Nafta,

Motorový olej, Petrolej/vosk/asfalt.

Zložky z najnižšou teplotou varu sa

v najvyšších vrstvách zachytávajú ako

plyn- metán, etán, propán, bután. Z týchto

plynov sa ako palivo používa zmiešaní

propán a bután ako palivo LPG. Pod

vrstvami z plynmi sa

nachádza petroléter

využívaný ako

rozpúšťadlo. Nižšie sa

nachádza benzín,

petrolej z ktorého sa

ďalším spracovaním

vyrába letecký benzín.

Ďalší je plynový olej

z ktorého sa vyrába

nafta. V najnižšej vrstve

sa nachádza mazut. Na

jeho spracovanie je

potrebná vákuová destilácia kde sa oddeľujú ťažké vykurovacie oleje od asfaltu.

Frakčná destiláciaNa rozdelenie dvoch vzájomne miešateľných kvapalín, ktoré sa chovajú ideálne,

slúži frakčná destilácia. Princíp frakčnej destilácie vychádza z Raultovho zákona

(Raoultov zákon vyjadruje vzťah medzi zložením kvapaliny a zložením pár nad ňou).

PA =xA *PA0

-Raoultov zákon hovorí, že parciálny tlak (pA) nasýtenej pary zložky A nad jej

roztokom sa rovná tlaku nasýtenej pary zložky A nad čistým rozpúšťadlo násobený

molovým zlomkom látky A v roztoku (xA)

Toto platí aj pre druhú zložku:

PB=xB*PB0

Benzín

Je kvapalná zmes prchavých uhľovodíkov. Je vyrobený destiláciou ropy a je

k nemu pridávaných pár ďalších látok aby sa zlepšili jeho vlastnosti ako paliva.

Väčšinou sa nachádza 5-12 atómov uhlíka v molekule benzínu. Benzín sa používa vo

väčšine motorov aut ako pohonná hmota. Na zlepšenie funkcie benzínu sa doňho

pridávajú ďalšie prísady nazývané aditíva:

Detergentné prísady  - odstraňujú usadeniny vytvorené v palivovej nádrži,

zabraňujú tvorbe usadenín v sacom potrubí a v spaľovacom priestore, čím udržujú

optimálny výkon motora.

Antikorózne prísady - zabraňujú korózii palivového systému, čím predlžujú

životnosť motora.

Antioxidanty - zabraňujú pozvoľnej oxidačnej degradácii a stabilizujú kvalitu

paliva počas dlhodobého skladovania.

Deemulgátory - zabraňujú vzniku emulzie s vodou, čím zabezpečujú bezvodú

kvalitu paliva.

Oktánové číslo - Oktánovým číslom sa hodnotí odolnosť benzínu proti

detonačnému spaľovaniu. Čím je vyššie oktánové číslo, tým je palivo odolnejšie proti

detonačnému spaľovaniu.

Typy benzínov

Oktáno

vé číslo

Názov

benzínu

91

Normál,

Špeciál

95 Super

95 Natural 95

98 Natural 98

100

Evo, V-

POWER racing

Bezolovnaté benzíny sú zmesi kvapalných uhľovodíkov ropného pôvodu, ktoré

vrú v teplotnom rozmedzí 30-210°C. Benzín je horľavina I. triedy nebezpečnosti. Sú

to prchavé látky, ich pary pôsobia narkoticky, dráždia sliznicu a vyvolávajú bolesti

hlavy. V závislosti od koncentrácie môže vdychovanie pár automobilových benzínov

viesť až k bezvedomiu.

SlovnaftAj na Slovensku máme rafinériu ropy v Bratislave.

Nadväzuje na bývalú rafinériu Apollo ktorá bola v roku

1944 zničená leteckými náletmi. V roku 1949 bola

premenovaná na Slovnaft.

Dnes má Slovnaft pobočky aj v Česku (Slovnaft CZ)

a v Poľsku (Slovnaft Polska). Slovnaft dokáže za rok

spracovať 5,5-6 miliónov ton ropy.

MotorSpaľovací motor je stroj ktorý spálením paliva premieňa chemickú energiu na

mechanickú energiu. Spaľovacie motory majú svoj názov podľa toho, že v nich

dochádza k spaľovaniu palivovej zmesi. Pri spaľovaní palivovej zmesi dochádza

k zahrievaniu (exotermická reakcia) pracovného plynu, ktorý potom tlačí na piest

a ten posúva mechanickú energiu ďalej do auta.

-princíp štovortaktného spaľovacieho

motora:

1.Nasávanie- Pri pohybe piesta nadol sa plní

valec cez nasávací kanál popri otvorenom ventile

zmesou vzduchu a paliva.

2.Kompresia- Valec pri pohybe nahor stláča

vzduch a palivo. Tesne pred koncom zdvihu

preskočí iskra na svieci a zapáli pracovnú náplň.

3.Spaľovanie- Stlačená zmes paliva a vzduchu horením vybuchne(menši výbuch počas horenia,

ktorý sa odohráva počas každého cyklus) a tlačí piest nadol.

4.Výfuk- Spaliny sú vytláčané piestom z valca do výfukového potrubia cez výfukový kanál.

A počas tohto priebehu v motore vzniká teplo ako vedľajší efekt.

Teplo privedené v palive sa v spaľovacom motore rozdelí nasledovne:

Qd= Qe + Qch + Qv + Qns + Qol + Qzv

Qd - teplo dodané v palive

Qe - teplo ekvivalentné užitočnej práci motora

Qch - teplo odvedené do chladiacej sústavy

Qv - teplo odvedené výfukovými plynmi

Qns - teplo nevyužité nedokonalým spálením paliva, nazývané aj chemické straty

Qol - teplo odvedené mazacím olejom

Qzv – Teplo využité inde ako v predošlých členoch.

Qch, Qv, Qol –je energia využitá na ohrievanie motora aa nedá sa použiť. Nazýva

sa stratovou energiou.

EmisieVzhľadom na to že palivový motor je rozšírený po celom svete a je aj

najpoužívanejší patrí k veľkým problémom z environmentálneho hľadiska.

Najznámejšou a najväčšou zložkou, ktorá škodí životnému prostrediu je CO2. Vzniká

spaľovaním paliva v motore a okrem nej pri spaľovaní vzniká aj

NO,NH3,CO,CH,SO2,O3, sadze, aldehydy (čiastočne neoxidované uhľovodíky).

Aut jazdiacich na benzín je stále najviac na svete ale čím ďalej tím viac sa na

cestách objavujú aj ekologickejšie autá ktoré neškodia životnému prostrediu až tak

ako autá benzínové.

ZáverRozpracovali sme tému „Vynálezy, ktoré nás ničia“. Rozobrali sme ju z hľadiska

ľudských výmyslov, ktoré mali uľahčiť život, ale namiesto toho z veľkej časti

prispievajú k záhube našej planéty. Táto téma bola zaujímavá preto, lebo sa môžeme

pozrieť na to, koľko prešľapov urobili ľudia, ale stále ich nenapravili.

ResuméHlavnou témou nášho projektu je Zničíme sa sami. Pod téma, ktorou sme sa

zaoberali, je Vynálezy, ktoré nás ničia. Rozoberali sme problematiku jadrovej bomby

a spaľovacích motorov.

V prvej časti sme písali o vývoji zbraní. Dozvedeli ste sa, v ktorom podrobnejšie

sme rozpísali prevratné zbrane, ktoré ovplyvnili ďalší vývoj v tomto odvetví. Ako boli

luk, kuša, tank a ďalšie. Na zbraniach nás zaujalo, akým spôsobom sa vyvíjali a ako

boli používané.

V druhej časti sme napísali o atómovej bombe, procesoch v nej a o strašných

účinkoch, ktoré dokáže napáchať. Dozvedeli ste sa aj, prečo je energia uvoľňujúca sa

počas nukleárnej reakcie taká veľká a vysvetlili sme aj ako prebieha taká reakcia.

V poslednej, tretej časti naša skupina vysvetlila, ako prebiehajú exotermické

a endotermické reakcie, akého chemického zloženia je dnes bežne používané palivo.

Popísali sme aj spôsob spracovania ropy.

To, či je atómová energia škodlivá alebo nie, je ešte stále nedoriešená otázka.

Niekto tvrdí, že je to najčistejší a najefektívnejší spôsob získavania energie, iní zase,

že je to časovaná bomba a čakáme, kedy nás prekvapí. Všetci sa ale zhodujú, že

jadrové zbrane sú tým najničivejším, čo sme si na našej Zemi stvorili. Takisto si

každý uvedomuje, že emisie, ktoré tvoria spaľovacie elektrárne a motory sú veľmi

škodlivé pre našu atmosféru, skoro nikto s tým nič nerobí.

ResumeThe main theme of our project is “We will destroy ourselves“. The subtheme,

which we have written about is called “Inventions, that are destroying us”. In it we

were discussing history of weapons, nuclear bombs and fuel burning.

In the first part we have written about the evolution of weapons. You now know at

what time which weapons were used and we took a closer look at weapons which

influenced further evolution of weapons. We have been writing about the most

important weapons as bow, crossbow, tank, etc. We liked this theme for finding out

the weapons’ evolution.

In the second part of our project we have written about a nuclear bomb and

processes in it, about the horrifying effects of this device. You have found out why the

energy released from nuclear reactions is so big and we have explained how the

reaction works.

In the last, third part, our group explained something about exothermic and

endothermic reactions. You will find out what chemical structure gasoline is and how

they elaborate oil.

The question whether the nuclear energy is bad or not, has still not been

resolved. Some people say it is very bad, others say it’s the most effective and

cleanest way of getting energy. On the other hand, everybody thinks, that nuclear

bombs are the worst things ever invented by a man. As well everybody knows, that

fuel burning is very bad, but no one is doing anything about it.

Bibliografiaknihy

ZÁMEČNÍK, J. : Prehľad stredoškolskej fyziky. Bratislava: Alfa, 1984. ISBN: nie

je

DIETMAR, A. : Nepatrné atómové jadrá – zdroj obrovskej energie. Bratislava:

Slovenské vydavateľstvo technickej literatúry, 1964. ISBN: nie je

PIŠÚT, J. – FREI, V. – FUKA, J. – LEHOTSKÝ, D. – ŠIROKÝ, J. – TOMANOVÁ,

E. – VANÝSEK, V. : Fyzika pre štvrtý ročník gymnázií. Bratislava: SPN, 1993. ISBN:

80-08-02101-2.

ADAMKOVIČ, E. – RUŽIČKOVÁ,M. –ŠRAMKO, T. : Základy chémie. Bratislava:

SPN, 2000. ISBN: 80-08-02846-7

WERTHEIM, J. – OXLAND, C. – WATERHOUSE, J. : Školská encyklopédia

chémie. Bratislava: Príroda, 1996. ISBN: 80-07-00698-2

HOGG, I. V. : Veká obrazová encyklopédie zbraní. Praha: Cesty, 1996. ISBN :

nie je

FELIX, F. : Kronika techniky. Bratislava: Fortuna print, 1993. ISBN: nie je