REAÇÕES QUÍMICAS

Então, o que é uma reação química? É basicamente um re-arranjamento de átomos. Uma reação básica é algo como isto:

2H 2 + O 2 -> 2H 2 O

As moléculas na esquerda são os reagentes. São o que você começa numa reação. As moléculas na direita são os produtos da reação. As letras representam átomos diferentes: H é hidrogênio, O é oxigênio. O subscrito conta quantos estão numa molécula particular: H 2 O contém dois hidrogênios e um oxigênio. Os coeficientes de cada molécula contam as relações de quantas moléculas que você necessitará numa reação e quantos são produzidos. Então se você tivesse 1.000 moléculas de H 2 , você necessitaria 500 moléculas de O 2 e você obtém 1.000 moléculas de H 2 O.

Como dito antes, uma reação química é basicamente um re-arranjamento de átomos. Nada é criado ou destruído, então o número de átomos de cada elemento em cada lado deve ser igual. No exemplo acima, no lado esquerdo, há duas moléculas de H 2 (os coeficientes também podem ser vistos como o número mínimo de moléculas necessário para a reação acontecer), cada um contendo dois átomos de hidrogênio, para um total de quatro átomos de hidrogênio. No lado direito, há duas moléculas de H 2 O, cada conter dois átomos de hidrogênio, novamente para um total de quatro átomos de hidrogênio. Semelhantemente, há dois átomos de oxigênio em ambos os lados. Nenhum átomo foi ganho ou foi perdido durante a reação. Então agora, a pergunta é, se reações químicas são apenas um re-arranjamento de átomos, de onde a energia vêm? Para responder isto, nós necessitamos dar uma olhada na estrutura das moléculas. Uma molécula é composta de dois ou mais átomos do mesmo ou diferente elemento que as unem. Quando há mais que dois átomos, há normalmente um átomo central com os outros átomos organizado ao seu redor, embora haja muitos exemplos de outras estruturas tais como correntes e anéis. As Links que seguram as moléculas juntas surgem do compartilhar de elétron entre os átomos diferentes. Dois átomos e compartilham até três elétrons. As Links são muito mais estáveis que átomos livres, então energia é liberada quando se formam, e energia é requerida para quebrá-las. Os átomos envolvidos e o número de elétrons compartilhados na ligação determinam quanta energia é requisitada ou é liberada quando quebrar ou formar as Links. As diferenças nestas quantias de energia são de onde a energia vem de uma reação química. Por exemplo, novamente usando a reação acima, 436 Joules são requeridos para quebrar as Links de um mol¹ de Links hidrogênio-hidrogênio e 145 Joules para quebrar um mol de Links oxigênio-oxigênio. Se quiséssemos reagir dois mols de H 2 com um mol de O 2 , nós necessitaríamos aproximadamente 2(436) + 145 = 1017 Joules. Cada molécula de água formada contém duas Links de hidrogênio-oxigênio, cada um de libera 366 Joules por mol, para total de 732 Joules por mol de H 2 O, e havendo dois mols de H 2 O formados, 1464 Joules são liberados.² Para achar quanta energia é liberada pela reação total, subtrai-se a energia necessária da energia liberada: 1464 - 1017 = 447 Joules liberados. Então, como que esta energia ajuda? Em sistemas de propulsão potenciada por substâncias químicas, a energia é liberada principalmente na forma de calor. O calor é basicamente o movimento rápido aleatório de moléculas. Este movimento faz as substâncias expandirem, especialmente quando são gases (que é normalmente o caso para os produtos destas reações). As reações normalmente acontecem em uma espécie de câmara onde os gases em expansão podem ser expelidos, resultando num impulso.

FOGUETES SÓLIDOS

Impulso Específico: 100-400 segundos
Carga: 10 3 -10 7 N

Os foguetes sólidos são as mais simples e mais velhas propulsões de foguete usadas pelos chineses. Os foguetes sólidos são enchidos com uma mistura sólida de um propulsor e um oxidante. Pouco mais é requerido para estes foguetes. Os projetos são muito simples e portanto confiáveis. A desvantagem principal de foguetes sólidos é que uma vez acesos, eles queimam até que todo o combustível é esgotado. Por causa disto, é que eles não são usados freqüentemente no espaço onde sistemas de propulsão normalmente é preciso acionar e desligar diversas vezes. Entretanto, é bom para se colocar coisas no espaço. Aliás, o transportes espaciais usam impulsionadores de foguetes sólidos (SRBs) durante a decolagem.

Fato rápido: O SRBs são os maiores motores de sólido-propulsor já voado e o primeiro projetado para se reutilizar. Cada um tem 149,16 pés de altura e 12,17 pés de diâmetro³

FOGUETE MONOPORPULSOR

Impulso Específico: 100-300 segundos
Carga: 0,1-100 N

Os foguetes Monopropulsores são sistemas simples de propulsão que contam com químicas especiais que, quando estimuladas, decompõe-se. Esta decomposição cria tanto o combustível como um oxidante (que permite o combustível queimar), que então reage um com o outro. Porque eles só usam um único propulsor, foguetes monopropulsores são bastante simples e de confiança. Infelizmente, eles não são muito eficientes. Eles são usados principalmente para fazer adaptações pequenas tal como controle de atitude. Sistemas principais de propulsão normalmente usam alguma outra tecnologia.

FOGUETES BIPROPULSOR

Impulso Específico: 100-400 segundos
Carga: 0,1-10 7 N