【龙腾社002】过氧化氢火箭发动机在二战德军中的运用（1）

本文由龙腾社技术组出品，还请各位多多点赞转发，你们的支持是我们社前进的动力。 作者：A珞斯曼 二战时，德国人对于火箭的发展有着深远的影响，比如设计出V-2（A4）弹道导弹、HS-293反舰导弹等经典之作，当然，也留下了像Me 163这种利用火箭发动机进行驱动飞行的战斗机以及一些飞行器火箭助推装置。 不过，二战时德国的火箭发动机所使用的氧化剂大致分为三种:硝酸、液氧、过氧化氢。不过，本篇，我们就先从瓦尔特的想法和过氧化氢的性质这一些方面来介绍一下二战时的德国人是怎么让过氧化氢利用在火箭上的种种基础原因。

1 先从赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）利用过氧化氢的蒸汽驱动装置的想法开始

既然谈到二战时的德国人是怎么让过氧化氢成为火箭发动机燃料的，这就不得不要谈到一号人物——赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）。（赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）的照片见图1）

图 1 为赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）于1900年8月26日出生于德国汉堡（Hamburg）附近的瓦尔登（ Wedel ）。赫尔穆特 瓦尔特于1917年离开学校。后来他在德国汉堡的Reiherstieg造船厂当机械师一职。

赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）在Reiherstieg造船厂当机械师期间，他天天与潜艇所用的柴油机和潜艇用活塞式蒸汽机打交道。于是他想开始学习一些理论知识，于是在1921年春天，赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）在汉堡应用技术大学（Hamburg University of Technology）学习机械工程专业的相关知识。 在1923年的2月20日，赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）从汉堡应用技术大学离开，到德国伏尔铿造船厂（Stettiner Maschinenbau AG Vulcan）当船舶蒸汽机的工程师。赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）在伏尔铿造船厂从事有关船用（潜艇用）蒸汽机的工作中，他想出了一个不需要使用外部方式产生蒸汽，并且还更能高效驱动蒸汽涡轮机的方式。赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）认为利用富氧燃料分解生成蒸汽可以直接驱动蒸汽涡轮机。而且这个过程也不需要外界空气的介入。通过化学燃料分解生成的蒸汽来驱动蒸汽机能够使得蒸汽机有着更高的功率重量比。赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）于1925年10月为他的想法申请专利。 后来，赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）参与了在德国柏林陆军军械局（Heereswaffenamt）有关尖端航空技术发展的项目。 之后在1930年，德国海军部（Marineamt）准备计划建造由赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）所设计的蒸汽机，赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）到了位于基尔的弗里德里希·克虏伯日耳曼尼亚船厂（Friedrich Krupp Germaniawerft ）担任这项设计计划的领导人。 在这期间，赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）也打算采用过氧化氢（H2O2）作为他所设计的的蒸汽机的水蒸气来源。而且赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）还打算把他设计的蒸汽机运用在潜艇上。 但是，本篇文章并没有打算讲述关于赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）在潜艇上运用他所设计的蒸汽机的相关历史。 不过赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）是怎么把他过氧化氢蒸汽驱动装置运用在火箭上的，这个放在后文讲。不过赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）提出利用过氧化氢的蒸汽驱动装置的想法也为二战时的德国人设计出利用过氧化氢作燃料的火箭发动机做了一个基础。

2 德国能够生产高浓度的过氧化氢溶液也是促使二战时德国人能够把过氧化氢利用在火箭及火箭发动机上的重要原因

上文提到，赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）提出利用过氧化氢的蒸汽机的有关想法。那么赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）的想法又是如何实现的，这其中，当时德国能够生产高浓度的过氧化氢溶液也是促使赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）能够实现他提出利用过氧化氢的蒸汽机的有关想法的一个重要原因。不过这里也要谈到德国人对于高浓度过氧化氢溶液生产的历史。 德国人对于高浓度过氧化氢的需求开始于第一次世界大战期间，在第一次世界大战期间，德国政府第一次向皮耶茨博士（Albert Pietsch）咨询过生产浓缩过氧化氢可能性并对于高浓度的过氧化氢产品产生需求。但是由于当时对于高浓度过氧化氢这个物质的性质缺少足够的了解，特别是缺乏对于高浓度过氧化氢的稳定性的了解和缺少适合用于贮存高浓度过氧化氢的材料，因此对于当时对高浓度的过氧化氢进行生产和利用是几乎不可能的。不过德国政府的这次咨询启发了皮耶茨博士他对于高浓度过氧化氢产品的性质和生产方法做了一个长时间的研究。并且皮耶茨博士对于高浓度过氧化氢产品的性质和生产方法的研究得到了一些成果。他的研究成果得到了广泛应用。 锈钢所制成的容器里进行稳定贮存。还有可以在实验室里利用V-14不锈钢所制成的容器里可以贮存浓度为60%、80%甚至是90%的过氧化氢溶液。 同样是在1920年到1939年这段时间内，聚氯乙烯树脂等其他聚氯乙烯材料已经在德国国内的市场上出现。而且聚氯乙烯也非常适合拿来制作管道和垫片等设备零部件的材料，于是Electrochemische Werke München（EWM）就考虑开始大规模生产高浓度过氧化氢溶液。 到了1934年，后来在位于基尔的赫尔穆特 瓦尔特（HWK，注:HWK的德文全称为Hellmuth Walter Kommanditgesellschaft ，在1935年成立）的公司工作的瓦尔特博士（这里的瓦尔特博士是指赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）博士向皮耶茨博士（注明：这里的皮耶茨博士是前面提到的阿尔伯特 皮耶茨）询问能不能提供浓度为50%的过氧化氢溶液，并且瓦尔特博士的想法是把浓度为50%的过氧化氢溶液用在蒸汽驱动涡轮泵上，以便把利用蒸汽驱动涡轮泵在军事上得到应用。但是，皮耶茨博士给瓦尔特博士提供了浓度为80%的双氧水，而且浓度为80%的双氧水运用在蒸汽驱动涡轮泵上的驱动效果会比50%的过氧化氢溶液来的更好。而且也容易实现瓦尔特本人的想法。（以上内容翻译参考自《Hydrogen Peroxide Works of Otto Schickert & Co., at Bad Lauterberg and Rhumspringe 》（BIOS-294）） 随后，在1938年Electrochemische Werke München（EWM）旗下的Otto Schickert & Co. KG公司在柏林成立，在1939年，EWM旗下的Otto Schickert & Co. KG公司在位于巴特劳特贝格（ Bad Lauterberg）建造了一家生产能力为1200吨/月（按80%的过氧化氢来计）过氧化氢制备工厂。这家工厂也是在二战中为德军生产高浓度过氧化氢（T-stoff）的工厂之一。关于Electrochemische Werke München（EWM）旗下的Otto Schickert & Co. KG公司在巴特劳特贝格（Bad Lauterberg ）所建的双氧水制备工厂的历史照片请见图2.

图 2 为Electrochemische Werke München（EWM）旗下的Otto Schickert & Co. KG公司在巴特劳特贝格（Bad Lauterberg ）所建的双氧水制备工厂的历史照片，这家工厂也是在二战中为德军生产高浓度过氧化氢（T-stoff）的工厂之一

这里也说明Electrochemische Werke München（EWM）的创始人阿尔伯特 皮耶茨（Albert Pietsch）也是帮助赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）完成他的过氧化氢蒸汽驱动装置的想法变为现实的一个重要人物。

不过，在美国国家航空咨询委员会（NACA）在1947年翻译自由赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）在1943年编写的英文译名为《REPORT ON ROCKET POWER PLANTS BASED ON T-SUBSTANCE》（封面见图3）的文章的读者会发现这个文章中有一段这样的描述（见图4和图5），其实赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter ） 在设计过氧化氢火箭发动机时，考虑到使用利用电解法制备的过氧化氢，不过赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）本人就考虑过采用EWM工厂利用电解法制备出的过氧化氢。

图 3 取自《REPORT ON ROCKET POWER PLANTS BASED ON T-SUBSTANCE》

图 4 取自《REPORT ON ROCKET POWER PLANTS BASED ON T-SUBSTANCE》

图 5 取自《REPORT ON ROCKET POWER PLANTS BASED ON T-SUBSTANCE》

在二战时，EWM工厂利用电解法制备出的过氧化氢的大概原理是硫酸氢根（EWM是使用硫酸氢钾溶液，硫酸氢钾会在水中电离出硫酸氢根 ）在阳极发生电极反应生成过二硫酸根（方程式图6），生成的含有过二硫酸根的电解液经过蒸馏手段，过二硫酸根水解，会生成过氧化氢（方程式见图7） ，这就是二战时期德国国内利用过二硫酸法制备过氧化氢、 过二硫酸铵法制备过氧化氢 、过二硫酸钾法制备过氧化氢工艺的原理所在 。 不过这里还要说明，先电解硫酸（硫酸氢钾、硫酸氢铵）溶液所得到含有过二硫酸根的溶液，然后含有过二硫酸根的溶液进行蒸馏水解这一系列步骤是只能得到浓度为35%的过氧化氢溶液（换句话来说这个方法是不能直接一步得到80%-85%过氧化氢溶液），若想要得到浓度为80%-85%过氧化氢溶液（在二战的德军T-stoff里所含的过氧化氢浓度就是80%-85%，而德军使用的HS293反舰导弹、Me163“彗星”战斗机、V2导弹所使用的过氧化氢蒸汽驱动涡轮泵也是采用浓度80%-85% 过氧化氢溶液），还要在把35%的过氧化氢溶液进行浓缩得到（有关说法见图8）。以上内容也就是二战时的德国制备在HS293反舰导弹、Me163“彗星”战斗机、V2导弹所使用的过氧化氢蒸汽驱动涡轮泵等装备上利用的80%-85%过氧化氢溶液的一个大概方法。

图6

图7

图8

通过上文所述，我们可以得知当时的德国能够生产高浓度过氧化氢水溶液原因是因为随着当时德国国内材料发展的进步和化学工业的发展，而这德国能够生产高浓度过氧化氢水溶液也正是赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）实现他的过氧化氢蒸汽驱动装置的想法的提供了一个坚实的物质基础。

3，穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）为什么会选用质量分数80%的过氧化氢溶液作为他所设计的过氧化氢蒸汽推动装置的所用燃料呢？

上文提到，赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）向阿尔伯特 皮耶茨（Albert Pietsch）询问能不能提供50%的过氧化氢溶液，并且瓦尔特博士的想法是把浓度为50%的过氧化氢溶液用在蒸汽驱动涡轮泵上，但是，皮耶茨博士给瓦尔特博士提供了浓度为80%的双氧水，而且浓度为80%的双氧水运用在蒸汽驱动涡轮泵上的驱动效果会比50%的过氧化氢溶液来的更好。而且也容易实现瓦尔特本人的想法。 那么一个问题就来了，为什么皮耶茨博士给瓦尔特博士提供了浓度为80%的双氧水，而且浓度为80%的双氧水运用在蒸汽驱动涡轮泵上的驱动效果会比50%的过氧化氢溶液来的更好呢？ 其实，不单单是上文提到首先，在这里先引入一个知识。首先赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter）利用过氧化氢作为过氧化氢蒸汽机的燃料是利用，过氧化氢分解是一个放热反应这个性质，过氧化氢分解能够放热产生高温水蒸汽来驱动过氧化氢蒸汽机。具体的方程式见图9。

说完了过氧化氢的分解反应是一个放热反应之后，接下来回答为什么皮耶茨博士给瓦尔特博士提供了浓度为80%的双氧水，而且浓度为80%的双氧水运用在蒸汽驱动涡轮泵上的驱动效果会比50%的过氧化氢溶液来的更好理解这个问题。 首先根据美国国家航空咨询委员会（NACA）在1947年翻译自由赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter ）在1943年编写的英文译名为《REPORT ON ROCKET POWER PLANTS BASED ON T-SUBSTANCE 》的文章中有一张图（见图10）。我们来先读懂这张图。

图 10 取自美国国家航空咨询委员会（NACA）在1947年翻译自由赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter ）在1943年编写的英文译名为《REPORT ON ROCKET POWER PLANTS BASED ON T-SUBSTANCE 》的文章

在这张图中，a线代表过氧化氢—水体系里，过氧化氢溶液中过氧化氢分解产生热量（反应热）随过氧化氢—水体系中过氧化氢质量含量的变化直线、b线代表在过氧化氢—水体系内其混合物的饱和蒸汽的比焓值随过氧化氢—水体系中过氧化氢含量的变化直线，c线代表在过氧化氢水体系内其饱和液态混合物的液体热，液体热就将1千克0℃的未饱和水在定压下加热成为饱和水(即温度达到沸点)所加入的热量叫液体热，另外0℃时的水焓值约等于0（其实0℃时，水的焓值为-0.04kJ/kg，但是通常为计算方便，0℃时的水焓值为0），图9的以上数据是取一个大气压（P=101325pa）下的数据 。 根据图9，当过氧化氢（H₂O₂）—水（H₂O）二元体系中，过氧化氢的质量含量在13.5%的时候其饱和液体的液体热与其过氧化氢（H₂O₂）—水（H₂O）混合物的分解热是相等的，请见图一中a线与c线的交点，这一点的意义就是在过氧化氢—水体系中，当过氧化氢的含量为13.5%的时候，其自身分解所放出的热量可以使含13.5%过氧化氢的过氧化氢—水二元液体混合物发生沸腾，而过氧化氢（H₂O₂）—水（H₂O）体系中，过氧化氢的质量含量在64.5%的时候过氧化氢（H₂O₂）—水（H₂O）饱和气态混合物的气态焓值与过氧化氢（H₂O₂）—水（H₂O）混合物的分解热是相等的，请见图一中a线与b线的交点，它的意义是这一点的意义就是在过氧化氢—水体系中，当过氧化氢的含量大于64.5%的时候，其自身分解所放出的热量可以使过氧化氢的含量大于64.5%的过氧化氢—水二元液体混合物变成过热蒸汽，图10中的superheat指代过热，这个过热蒸汽实际上是氧气、水蒸汽、以及少量过氧化氢蒸汽的混合物。 关于图9 中a线和b线这两条线，你从横坐标上的某一点作一条垂线（见图10），去其垂足为A，A的横坐标为13.5%，点B是指含13.5%过氧化氢的过氧化氢—水二元液体混合物它的液体热，点C是指含13.5%过氧化氢的过氧化氢—水二元液体混合物它的气态焓值，而C点与B点的差值即为单位质量下，含有13.5%过氧化氢的过氧化氢—水二元液体混合物的汽化潜热值，这里用g表示汽化潜热（在大多数涉及到热力学的教材里，汽化潜热是用希腊字母γ表示）（单位kcal/kg），但是在一定压力下，根据下图得知过氧化氢—水二元液体混合物的汽化潜热随着过氧化氢浓度的增加而下降，而反应放热量是随着过氧化氢的浓度的增加而增加（这里应该指出，因为过氧化氢分解生成液态水和氧气是放热反应，焓变是负值，既∆H＜0，放热量是为正值），对于c线，当其自身分解所放出的热量大于其体系内所需的汽化潜热时，那该体系可以直接由自身分解放热使其体系变为过热蒸汽。

图11

如果你还不理解而C点与B点的纵坐标差值代表的是汽化潜热，那我们可以取当过氧化氢浓度为0时的情况，过氧化氢浓度为0的情况，也就是这个体系只含有水，这里取的是100℃时水的液态焓值,，其值为100kcal/kg，100kcal/kg=418.4kJ/kg，经过查饱和水蒸气表可得知在1个大气压（101325pa）下、100℃时饱和水的液态焓值为419.06kJ/kg，虽说这有点偏差，但是影响不大，还有在1个大气压下，根据图10可知，100℃时的饱和水蒸气其焓值为638.5kcal/kg，638.5kcal/kg=2671.484kJ/kg，经过查水蒸气表可得知100℃时饱和水蒸气焓值为2676kJ/kg，如果用Figure 1中所得到的值，算出的饱和水在100℃汽化潜热值为2253.084kJ/kg，而根据饱和水蒸气表所得到的的汽化潜热值为2256.94kJ/kg，虽说这有点偏差，但是影响不大，另外这里只是通过计算结果来让大家理解C点与B点的纵坐标差值代表的是汽化潜热，当然，这个数值可能会因为文献上记载的不同而会有微小偏差，这是比较正常的。 最后再来说一下什么是过热蒸汽过热蒸汽是指给定压力下饱和蒸汽温度存在的蒸汽,举个例子，1个大气压下，水饱和蒸汽的温度是在100℃，如果，在1个大气压下，这个水蒸气的温度是在170℃，那这个水蒸气就可以被认为这是过热蒸汽。我们接着再看这篇文章，赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter ）在图12中说道，80%的过氧化氢水溶液在1个大气压下受热分解产生的蒸汽温度为465℃，这个蒸汽也属于过热蒸汽。

图 12 取自美国国家航空咨询委员会（NACA）在1947年翻译自由赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter ）在1943年编写的英文译名为《REPORT ON ROCKET POWER PLANTS BASED ON T-SUBSTANCE 》的文章

很多人不理解，为什么赫尔穆特 瓦尔特（Hellmuth Walter ）要使T-stoff分解，并在1个大气压下产生465℃的过热蒸汽呢？而不是要100℃的饱和蒸汽呢？我们可以通过下图13、14中的计算去说明，并且我们假设，这蒸汽最后变成25℃，1个大气压下的冷凝水，来作为终态。

图13

图14

所以相同压力下的过热蒸汽的作功能力要比相同压力下的饱和蒸汽做功能力要强. 所以相同压力下的过热蒸汽的作功能力要比相同压力下的饱和蒸汽做功能力要强. 我们回到刚刚那个问题，为什么皮耶茨博士给瓦尔特博士提供了浓度为80%的双氧水，而且浓度为80%的双氧水运用在蒸汽驱动涡轮泵上的驱动效果会比50%的过氧化氢溶液来的更好呢？这个问题就有了一个答案，就是，80%的双氧水运用在蒸汽驱动涡轮泵上的驱动效果会比50%的过氧化氢溶液来的更好的原因就有了一个答案就是80%的双氧水在受热分解时，能够让产物（这里假设过氧化氢受热分解反应产生的产物及其装态见图9）和未参与反应的液态水变成温度更高的蒸汽。温度更高的蒸汽在的做功能力更强，从而会使得过氧化氢蒸汽驱动装置有了更充足的动力。而更据图10可知，50%的过氧化氢不能够使产物（这里假设过氧化氢受热分解反应产生的产物及其装态见图9）和未参与反应的液态水变成过热蒸汽。 当然，对于为什么皮耶茨博士给瓦尔特博士提供了浓度为80%的双氧水，而且浓度为80%的双氧水运用在蒸汽驱动涡轮泵上的驱动效果会比50%的过氧化氢溶液来的更好这个问题，还有另外一种理解方式。（见图15和图16）那么，就要引出这两个问题上。 问题1.当质量分数为80%的过氧化氢溶液分解后产物的温度为多少？（具体过程见图15） 问题2.当质量分数为50%的过氧化氢溶液分解后产物的温度为多少？（具体过程见图16） 图 15 为问题1所建的流程图

图 16 为问题2所建的流程图

这里先做一个简要说明：1.此问题1、2中所用到的热化学方程式见图17

2 此问题1、2中ΔrHmΘ=ΔH1，而且1过程中反应放出的热量全部被生成的产物和未参与反应产物所吸收（ΔrHmΘ=ΔH1=-ΔH2）。就是把1、2中所进行的反应都看做是一个理想绝热反应过程。

3 此反应（见图17）在298.15K、100kpa下的环境下进行（不过此反应（见图17）在298.15K、101325kpa下进行反应所产生的热量与在298.15K、100kpa下的环境下进行大致相同）,反应前后温度保持不变。

问题1.设在质量分数为80%的过氧化氢水溶液中有如下： 设在质量分数为80%的过氧化氢水溶液中过氧化氢的质量为34g（m（H2O2 (l)）=34g），在质量分数为80%的过氧化氢水溶液中水的质量为8.5g（ m（H2O (l)）=8.5g ） 已知：M（H2O2）=34g/mol、M（H2O）=18g/mol、M（O2）=32g/mol Cp，m（H2O（l））=75.291J•mol-1•K-1 Cp，m（H2O（g））=30.54J•mol-1•K-1 (温度适用范围250K⁓1200K) Cp，m（O2（g））=28.16J•mol-1•K-1(温度适用范围250K⁓1200K) ΔVAPHmΘ（H2O）=44.012kJ/mol（ΔVAPHmΘ为标准汽化焓变，ΔVAPHmΘ（H2O）表示水的标准汽化焓变） 根据方程式H2O2(l)→H2O（g）+½O2（g），当80%的过氧化氢水溶液中所含的过氧化氢过氧化氢完全分解时于是就有：

根据图15可知，ΔrHmΘ=ΔH1=-98kJ/mol =ΔH1=-ΔH2

最后对上式整理得到 T2＝

当质量分数为80%的过氧化氢水溶液中的过氧化氢完全分解时可以得到温度为503.93℃的混合蒸汽。

问题2.设在质量分数为50%的过氧化氢水溶液中有如下： 设在质量分数为50%的过氧化氢水溶液中过氧化氢的质量为34g（m（H2O2 (l)）=34g），在质量分数为80%的过氧化氢水溶液中水的质量为34g（ m（H2O (l)）=34g ） 已知：M（H2O2）=34g/mol、M（H2O）=18g/mol、M（O2）=32g/mol Cp，m（H2O（l））=75.291J•mol-1•K-1 Cp，m（H2O（g））=30.54J•mol-1•K-1 (温度适用范围250K⁓1200K) Cp，m（O2（g））=28.16J•mol-1•K-1(温度适用范围250K⁓1200K) ΔVAPHmΘ（H2O）=44.012kJ/mol（ΔVAPHmΘ为标准汽化焓变，ΔVAPHmΘ（H2O）表示水的标准汽化焓变）。

根据方程式H2O2(l)→H2O（g）+½O2（g），当50%的过氧化氢水溶液中所含的过氧化氢过氧化氢完全分解时于是就有：

根据图16可知，ΔrHmΘ=ΔH1=-98kJ/mol =ΔH1=-ΔH2 首先我们来论证一下质量分数为50%的过氧化氢水溶液里的过氧化氢完全分解时能否使得反应生成产物。 68g质量分数为 50%的过氧化氢水溶液里的过氧化氢完全分解时能得到18g的液态水（H2O（l））和16g的氧气（O2（g）），不过68g质量分数为 50%的过氧化氢水溶液里还有34g的液态水（H2O（l）），所以，下面的问题就来讨论68g质量分数为 50%的过氧化氢水溶液里所含的过氧化氢完全分解时所放出的热量能否让52g的液态水（H2O（l））和16g的氧气（O2（g））所组成的混合物的温度达到1个标准大气压（101325pa）下时水的沸点373.15K（100℃）并有水蒸气生成。 解：先求在298.15K，101325pa的条件下时，68g质量分数为 50%的过氧化氢水溶液里的过氧化氢完全分解变成52g水（H2O（l））和16g氧气（O2（g）），由298.15K变成373.15K时所需能量Q1为多少？

所以在298.15K，101325pa的条件下时，68g质量分数为 50%的过氧化氢水溶液里的过氧化氢完全分解变成52g水（H2O（l））和16g氧气（O2（g）），由298.15K变成373.15K时所需能量Q为20517.28J 说明在298.15K，101325pa的条件下时，68g质量分数为 50%的过氧化氢水溶液里的过氧化氢完全分解是有能力让变成52g液态水（H2O（l））和16g氧气（O2（g）），由298.15K变成373.15K。 然而液态水变为气态水时需要吸热，因此让52g的液态水（H2O（l））变成蒸汽时所需的能量Q2 Q2=n（H2O（l））ΔVAPHmΘ（H2O）=2.89mol×J 在298.15K，101325pa的条件下时，68g质量分数为 50%的过氧化氢水溶液里的过氧化氢完全分解变成52g水（H2O（l））和16g氧气（O2（g）），由298.15K变成373.15K时所需能量Q1为20517.28J那么又已知68g质量分数为 50%的过氧化氢水溶液里的过氧化氢完全分解放出的热量为98000J，于是，我们知道68g质量分数为 50%的过氧化氢水溶液里的过氧化氢完全分解放出的热量使得52g水（H2O（l））和16g氧气（O2（g）），由298.15K变成373.15K后，又能否使得52g的液态水（H2O（l））变成蒸汽呢？68g质量分数为 50%的过氧化氢水溶液里的过氧化氢完全分解放出的热量使得52g水（H2O（l））和16g氧气（O2（g）），由298.15K变成373.15K所剩余的能量为77482.72J，所以，剩下的能量不足以让52g的液态水（H2O（l））变成蒸汽。 所以，皮耶茨博士给瓦尔特博士提供了浓度为80%的双氧水，而且浓度为80%的双氧水运用在蒸汽驱动涡轮泵上的驱动效果会比50%的过氧化氢溶液来的更好是有依据的，因为50%的过氧化氢溶液没有办法生成高温蒸汽，而80%的双氧水是可以生成高温蒸汽的。

4 预告

有些人看到这就问作者，前面都没怎么写二战德国火箭用上过氧化氢燃料的具体案例，不过，这里先要对大家说一下，这篇是过氧化氢是怎么运用到二战时德国人的火箭上的系列文章的第一篇，本篇只讲过氧化氢是怎么运用到二战时德国人的火箭的一些先前条件而已，至于二战德国火箭用上过氧化氢燃料的具体案例，我们放到过氧化氢是怎么运用到二战时德国人的火箭上（2）去讲。

5 参考资料

1 http://www.walterwerke.co.uk/ 2https://www.karstwanderweg.de/schickert.htm 3DAVIDSON, A., BLOCKLEY, TN & VIGERS, B. (1946): Hydrogen Peroxide Works of Otto Schickert & Co., at Bad Lauterberg and Rhumspringe. – BIOS Final Report 294, item no. 22, London 4.National Advisory Committee for Aeronautics, Tech. Memo. No. 1 170- Report on Rocket Power Plants based on T-Substance. (NACA Comment: hydrogen peroxide). By Hellmuth Walter. From the German. 'Bericht über die R-Triebwerke auf Grundlage des T-Stoffes.' R-Antribe, Schr d. D. Akad. Luftfahriforschung, Heft 1071, Nr. 82, 1943, pp- 63-89. 5.傅映彩、沈文霞、姚文扬等编 . 物理化学（第五版） . 北京：高等教育出版社，2005 6.北京师范大学、南京师范大学、华中师范大学.无机化学（第五版）.北京.高等教育出版社.20207.冯新、宣爱国、周彩荣等编.化工热力学.北京.化学工业出版社