Фейерверк кажется волшебством: в небе внезапно появляется яркая вспышка, затем раздаются хлопки, а разноцветные огни складываются в цветы, кольца и другие фигуры. На самом деле за этим стоят химические реакции, законы физики и точные расчёты. Разберёмся, что находится внутри фейерверка и как ему удаётся создавать яркие узоры в небе.
Что происходит внутри фейерверка
Фейерверк работает благодаря быстрому горению специальных химических смесей.
Обычно для горения кислород поступает из воздуха. В пиротехнической смеси он уже содержится в составе окислителя, поэтому реакция может быстро происходить внутри корпуса.
При горении выделяется много тепла и образуются горячие газы. Они быстро расширяются и создают высокое давление. Разрывной заряд разрушает оболочку, а горящие элементы разлетаются в разные стороны. Так в небе появляются яркие вспышки и узоры.
Из чего состоит фейерверк
Внутри фейерверка находится несколько основных элементов, и у каждого своя задача. Один заряд помогает снаряду подняться в воздух, другой срабатывает на нужной высоте, а небольшие горящие гранулы создают разноцветные огни.
Зачем нужен чёрный порох
Чёрный порох — одна из старейших пиротехнических смесей. Обычно он состоит из нитрата калия, древесного угля и серы. Нитрат калия выполняет роль окислителя, древесный уголь служит основным горючим компонентом, а сера облегчает воспламенение и влияет на скорость горения смеси.
Чёрный порох может использоваться в подъёмном заряде, который отправляет снаряд вверх. Затем огонь передаётся по замедлителю к следующему заряду.
Что такое «звёзды»
«Звёздами» в пиротехнике называют небольшие горючие гранулы внутри фейерверка. Именно они создают большую часть разноцветных огней.
В состав такой гранулы обычно входят:
- топливо — вещество, которое выделяет энергию при горении;
- окислитель — вещество, которое поддерживает горение;
- связующее вещество — оно удерживает гранулу вместе;
- вещества, которые создают цвет или яркие искры.
После разрыва оболочки звёзды разлетаются в разные стороны и продолжают гореть в воздухе.
Почему фейерверк срабатывает в небе
После запуска снаряд поднимается вверх. Одновременно горит замедлитель, который передаёт огонь к разрывному заряду с нужной задержкой.
Когда заряд срабатывает, быстро образуется большое количество горячих газов. Давление внутри оболочки резко возрастает, она разрушается, а звёзды разлетаются в разные стороны. Вся эта цепочка занимает всего несколько секунд.
Температура горения некоторых пиротехнических составов может достигать примерно 2000 °C.
Разрывной заряд создаёт не только свет, но и звук. Быстро расширяющиеся газы толкают окружающий воздух и создают звуковую волну. Когда она достигает наших ушей, мы слышим хлопок или грохот.
Почему фейерверки бывают разноцветными
Например:
- соединения стронция помогают получить красный цвет;
- соединения бария — зелёный;
- соединения меди — синий;
- соединения натрия — жёлтый или оранжевый.
Чтобы цвет получился ярким и чистым, пиротехникам нужно правильно подобрать состав смеси и температуру её горения.
Почему некоторые искры белые или золотые
В пиротехнической смеси могут находиться мелкие частицы металлов. Во время горения они сильно нагреваются и начинают светиться — примерно как раскалённый металл или уголь в костре. Например, титан и цирконий могут создавать яркие белые или серебристые искры, а железо — золотистые.
Почему синий цвет сделать сложнее
За синий цвет обычно отвечают соединения меди. Но для их работы нужен определённый температурный режим. Если температура слишком низкая, цвет получается тусклым. При слишком сильном нагреве соединения, отвечающие за синий оттенок, могут разрушаться.
Как фейерверк рисует фигуры в небе
После срабатывания разрывного заряда гранулы разлетаются и образуют заранее заданный узор. Например, если расположить звёзды в форме кольца, в небе появится светящийся круг. Гранулы продолжают гореть ещё некоторое время, поэтому фигура не исчезает сразу.
Почему нельзя делать фейерверки самостоятельно
Фейерверк может выглядеть как простое устройство, но его работа требует точных расчётов и строгого соблюдения технологии. Даже небольшое изменение состава или условий изготовления может сделать пиротехническую смесь опасной. Некоторые вещества, используемые в пиротехнике, требуют специальных условий хранения и обращения.
Опасен и неправильный запуск: изделие может сработать раньше времени или изменить направление движения.
Как безопасно смотреть салют
Во время запуска нужно соблюдать расстояние, которое рекомендует производитель или организатор мероприятия.
Также не нужно пытаться разобрать неисправное пиротехническое изделие или поджечь его повторно.
Заключение
Фейерверк — это результат работы химии и физики. Горючие вещества и окислители обеспечивают быструю реакцию, химические соединения создают разные цвета, а раскалённые частицы металлов превращаются в яркие искры. Несколько секунд салюта в небе требуют сложной подготовки и точного расчёта ещё задолго до самого запуска.
