Wybuch pyłu węglowego zachodzi, gdy drobno rozproszony pył palny (węgiel) tworzy z powietrzem mieszaninę zdolną do zapłonu. Po zainicjowaniu reakcji (iskra, gorąca powierzchnia, płomień) następuje bardzo szybkie spalanie/utlenianie cząstek węgla, czemu towarzyszy gwałtowne wydzielanie energii.
Z punktu widzenia termochemii taki proces jest egzotermiczny: w trakcie reakcji powstają produkty o niższej energii (bardziej trwałe chemicznie), a różnica energii jest oddawana w postaci ciepła. W praktyce prowadzi to do wzrostu temperatury gazów i cząstek oraz do gwałtownego wzrostu ciśnienia, czyli typowych skutków wybuchu.
W odpowiedziach pojawia się "dodatni/ujemny bilans wymiany ciepła z otoczeniem". Tu ważna jest konwencja znaków: w termodynamice często przyjmuje się, że ciepło dopływające do układu jest dodatnie, a oddawane przez układ – ujemne. Jednak sformułowanie "bilans z otoczeniem" bywa rozumiane jako bilans po stronie otoczenia, gdzie otrzymanie ciepła jest dodatnie. Niezależnie od zapisu znaków, sens fizyczny jest stały: wybuch pyłu węglowego wydziela ciepło do otoczenia.
- Odpowiedzi z reakcją endotermiczną są błędne, bo endotermiczność oznacza konieczność stałego pobierania energii z otoczenia, co nie pasuje do samonapędzającego się, gwałtownego przebiegu wybuchu.
- Wariant "egzotermiczna z ujemnym bilansem" może kusić przy innej konwencji znaków, ale wtedy trzeba jasno wskazać, czy bilans dotyczy układu czy otoczenia. W kontekście sformułowania użytego w pytaniu poprawna jest interpretacja, że otoczenie otrzymuje ciepło.
W praktyce zawodowej warto zapamiętać: wybuch pyłu = szybkie spalanie = wydzielanie ciepła. Gdy widzisz słowo "bilans", zawsze sprawdź, po czyjej stronie (układ czy otoczenie) jest liczony.
