汽油tnt当量计算公式_油气当量
1.5000立方汽油相当于多少TNT
2.有人说太阳上每秒释放的能量相当于400万吨正反物质湮灭,是真的吗?
核弹威力是巨大的,爆炸的时候都会出现蘑菇云。这是有核国家的“杀手锏”,也是最后的底牌。今天我们就设想一下,一粒米大小核弹要是爆炸了,威力有多大呢?投放在日本广岛的世界上第一颗——小男孩,它的尾塞里装有60公斤铀235,但是由于枪式转换效率太低,最后只有约700克铀235发生了裂变反应,不过就这么一点裂变能量,最后爆炸产生的TNT当量也高达1.5万吨,也就是说一克铀235裂变产生的能量约等于21吨TNT爆炸的能量。如果未来科技真的发展迅速,可以把1克核物质做成一颗小小的,那它所蕴含的能量可不是能想象的,20TNT吨当量,这是什么概念?能炸出一个20m直径的大坑!如果说这1克的核弹来多点,比方说如果有一万个,那会有什么现象。
很多资料认为广岛爆炸当量1.6万吨相当于东京轰炸8次,实际上是有点偏高的,东京轰炸中用的是凝固汽油弹,咱们就安装热值计算的话汽油的热值是TNT爆炸能量的10倍。但整体折算一枚广岛的爆炸,几乎可以相当于东京大轰炸全部344架B-29破坏力的总和了。广岛一枚的爆炸直接杀死广岛市民7万之巨。这可以说的威力已经达到极大了。
别小看这1克的核弹,爆炸时同样产生核电磁脉冲,破坏掉周边的电子设备,强光辐射将物体燃烧,并散发放射性物质,对人体造成巨大伤害。如果世界上真的存在1克的核弹,就真的危险了。不过它还只存在于想象中,目前的科技不足以造出。
5000立方汽油相当于多少TNT
241。TNT的数量又被使用作为能量单位,每公斤可产生420万焦耳等于4.2乘以106焦耳的能量,而汽油热值q等于4.6乘以107焦耳每千克,22吨汽油完全燃烧放出的热量 Q等于mq等于2.2乘以104乘以4.6x107焦耳=1.01乘以1012焦耳,M等于1.01乘以1012/4.2X10^6=2.41X10^5kg=241吨,所以22吨汽油相当于241tTNT当量的。
有人说太阳上每秒释放的能量相当于400万吨正反物质湮灭,是真的吗?
TNT的数量又被使用作为能量单位,
每公斤可产生420万焦耳=4.2x10^6j的能量汽油热值q=4.6×10^7J/kg22吨汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=2.2x10^4x4.6x10^7j=1.01x10^12jM=1.01X10^12/4.2X10^6=2.41X10^5kg=241吨22吨汽油相当于241tTNT当量的
确实是真的。大家可能都听说过反物质的厉害,能达到100%质能转化率的能量释放……同样质量下释放的能量比氢核聚变(太阳能量来源)强146倍!比铀-235核裂变(广岛能量来源)强1248倍!比汽油强20亿倍!比TNT强214亿倍!没错,单从能量释放来看,同样质量下汽油比TNT还强,惊喜不惊喜?意外不意外?
也就是说,每秒消耗426万吨质量的太阳所释放的能量相当于8.6x10^15(8600000000000000)吨TNT爆炸所产生的能量……
那么问题来了,这些数字是怎么来的呢?我们先从渣渣TNT讲起吧……
TNTTNT的能量值为4200000J/kg,即每公斤TNT能释放420万焦耳能量(下同)。那这4200000J是多少质量释放的能量?这就要用爱因斯坦的质能方程E=mc?算一算了。
由于我们是要根据能量来算质量,因此要先把方程变换一下:m=E/c?,代入数值:m=4200000/2992458^2=4.67313^-11kg。也就是说,TNT的质能转化率只有0.000000004673%,与100%反应的正反物质湮灭能量释放率相差21398932827倍!也就是相差高达214亿倍!如果用TNT获得太阳1秒释放的能量需要9.11595*10^19kg……
汽油如对TNT威力完全没有概念,那我们用熟悉的汽油来对比。汽油的热值为44000000J/kg,通过上面的质能方程换算,汽油的质能转化率为0.000000048957%,跟正反物质湮灭相比相差20亿倍!汽油的能量释放率居然比TNT高一个量级……是不是有点意外?反正我看到时是有点意外的。但其实这很好理解,看上面图中TNT的分子式就会发现,它自带了氧原子,在整个燃烧过程中无需额外的氧气,自带的就足够了,因此它能在无氧环境下引燃,这样使其燃烧异常迅速,因此爆炸比较剧烈。
然而自带的氧原子也导致了可燃物C的占比降低,根据原子量计算,TNT分子式里单氧原子质量占比就高达42.4%,而主要燃烧物碳的占比仅37%。汽油的主要成分是可燃的碳和氢,燃烧时氧气从空气中获得,因此它的质能转化率要高于TNT。
铀核裂变而这些跟核能比起来就是渣渣,铀裂变(广岛所用核元素)过程中,铀235的能量释放值为8.2*10^13J/kg,完全反应情况下能量转化率约为0.091%。广岛我们都知道它厉害,瞬间就把一个城市摧毁了。但它实际上只装载了64kg 的铀-235,而且最后只反应了1.2%,也就是仅有0.768kg的铀-235发生了核裂变反应,但它就释放了6.26*10^13J的能量,相当于1.5万吨TNT当量。
你对比一下前面说的100%质能转化的426万吨反物质湮灭已经能感受它的恐怖了吧?那太阳每秒烧掉426万吨,它不会很快就烧没了吗?我们继续算。
氢核聚变太阳上发生质能转化的反应是氢核聚变,它的质能转化率为0.685%,约等于0.7%,这个数字很容易获得,我们不需要额外算了。前面我说的每秒426万吨质能转化也是直接在百科词条里就能获得的。我们知道太阳的主序星阶段,即氢核聚变阶段约为100亿年,换算成秒就是10000000000*365.25*24*3600=3.15576*10^17秒,乘以426万吨=1.34435*10^27kg。很巨大的一个数字对吧?我们再找一个数字,太阳的总质量:1.9891*10^30kg,两者相除得到0.00067586,即如果按照目前的能量释放率,太阳整个主序星阶段释放能量所消耗的质量仅为目前太阳质量的0.067586%,而前面说了氢核聚变的质能转化率达到0.685%,如果主序星阶段把太阳质量的氢全部烧完(氢大约占了太阳质量的3/4)消耗的质量应为0.51375%。
可以看到对于太阳,每秒426万吨的质量消耗一点也不高,而这个质量是以能量形式转化掉了,当然它其实并非是纯能量,因为有其中一部分是被中微子带走的。不过中微子在太阳氢核聚变反应中的能量占比并不高,因此我们把426万吨都当作纯能量一点问题也没有,而426万吨的纯能量也就相当于213吨反物质与213吨普通物质完全湮灭所释放的能量!太阳里面的能量释放真就这么强……
这篇文章写完我都吓了一跳,这满屏的数字确定不会把读者吓跑?所以我有了个大胆的想法,我打算去掉所有计算过程仅保留少量数字把这篇文章重写一遍……想看的请加关注,如无意外这两天就能出来。
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