Jak działają poduszki powietrzne?

, Author

Joseph S. Merola, profesor chemii i zastępca dziekana College of Arts and Sciences w Virginia Tech, oferuje takie wyjaśnienie:

merola

Joseph S. Merola

Ale zazwyczaj nie kojarzymy samochodów z chemią, wiele chemii ma miejsce w działającym samochodzie – na przykład spalanie benzyny, aby uruchomić silnik, oraz reakcje chemiczne w akumulatorze, aby wytworzyć energię elektryczną. Inna reakcja – taka, której większość kierowców wolałaby nie doświadczać na własnej skórze – dotyczy poduszki powietrznej. Poduszki powietrzne nie są nadmuchiwane ze źródła sprężonego gazu, lecz z produktów reakcji chemicznej. Substancja chemiczna w sercu reakcji z poduszką powietrzną nazywa się azydek sodu, lub NaN3.

tk

Obraz: NEW CAR ASSESSMENT PROGRAM, CRASH TEST AREA
Zderzenia wyzwalają czujniki w samochodach, które wysyłają sygnał elektryczny do zapłonnika. Wytworzone ciepło powoduje rozpad azydku sodu na metaliczny sód i gazowy azot, który napełnia poduszki powietrzne w samochodzie.

W normalnych warunkach cząsteczka ta jest dość stabilna. Jeśli jednak zostanie podgrzana, rozpadnie się na kawałki. Równanie chemiczne 2 NaN3 –> 2 Na + 3 N2 dokładnie opisuje, jak się rozpada. Zauważ, że drugim produktem powyższej reakcji jest N2, znany również jako gazowy azot. Garść (130 gramów) azydku sodu wyprodukuje 67 litrów azotu — co wystarczy do napompowania normalnej poduszki powietrznej.

Air bag animation

0,03 SEKUNDY to wszystko, czego potrzeba do napompowania poduszki powietrznej.

To nie jedyna chemia, która jest w to zaangażowana. Zauważmy, że innym związkiem chemicznym, na który rozpada się azydek sodu jest Na, czyli sód. Sód jest bardzo reaktywnym metalem, który szybko reaguje z wodą, tworząc wodorotlenek sodu; w rezultacie, byłoby to dość szkodliwe, gdyby dostał się do oczu, nosa lub ust. Tak więc, aby zminimalizować niebezpieczeństwo ekspozycji, producenci poduszek powietrznych mieszają azydek sodu z innymi chemikaliami, które będą reagować z sodem i, z kolei, tworzyć mniej toksyczne związki.

Co skłania poduszkę powietrzną do nadmuchania w drodze tej reakcji? W przedniej części samochodu znajdują się czujniki, które wykrywają kolizję. Czujniki te wysyłają sygnał elektryczny do kanistra, który zawiera azydek sodu, a sygnał elektryczny detonuje niewielką ilość związku zapłonowego. Ciepło z tego zapłonu rozpoczyna rozkład azydku sodu i wytwarzanie azotu, który wypełnia poduszkę powietrzną. Szczególnie zdumiewające jest to, że od momentu wykrycia kolizji przez czujnik do momentu pełnego napełnienia poduszki powietrznej upływa zaledwie 30 milisekund, czyli 0,03 sekundy. Około 50 milisekund po wypadku, pasażer samochodu uderza w poduszkę powietrzną, a jej rozprężenie pochłania energię poruszającego się do przodu pasażera.

.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.