我們在描述一顆炸彈的爆炸威力時(shí),，常用到TNT當(dāng)量,，1千克TNT當(dāng)量大約為4.184兆焦，TNT的全稱叫做三硝基甲苯,，是一種相對安全的炸藥,，在運(yùn)輸過程中受到撞擊和摩擦也不容易發(fā)生爆炸，引爆則需要使用雷管,，這使得TNT在第一,、二次世界大戰(zhàn)中被廣泛使用。

　　理化性質(zhì)

　　三硝基甲苯化學(xué)式為C6H2CH3(NO2)3,，分子量227,，其晶體呈黃色，屬于黃色炸藥的一種,，高純度的三硝基甲苯熔點(diǎn)大約為81℃,，當(dāng)達(dá)到沸點(diǎn)240℃時(shí)就會發(fā)生爆炸，雷管引爆時(shí)分解為CO,、H2,、N2和C，體積劇烈膨脹,，人體長時(shí)間接觸三硝基甲苯會引起慢性中毒,。

　　三硝基甲苯在常溫下性質(zhì)很穩(wěn)定，不像硝化甘油那樣危險(xiǎn)，硝化甘油受到震動(dòng),、摩擦和光照都可能發(fā)生劇烈爆炸,，也就是冒險(xiǎn)電影《垂直極限》中的危險(xiǎn)物。

　　為何TNT作為能量釋放的衡量標(biāo)準(zhǔn),？

　　二十世紀(jì)初TNT被廣泛使用,，在原子彈發(fā)明后，原子彈爆炸釋放的能量超過10萬億焦耳,，能量數(shù)值非常大,，此時(shí)再用焦耳作為能量單位非常不方便，TNT就很自然地成為了比對標(biāo)準(zhǔn),。

　　TNT在分解時(shí)不需要消耗空氣中的氧氣,，但TNT爆炸時(shí)釋放能量受環(huán)境因素的影響非常大，比如空氣中的含水率,，起爆方式等等,，每克TNT炸藥通常可以釋放2673~6702焦耳的能量,。

　　為何選4184這個(gè)數(shù),？

　　依照常規(guī)辦法，取個(gè)中間值（4687焦耳）就可以作為比對標(biāo)準(zhǔn),，但是我們知道1克TNT當(dāng)量定義為4184焦耳,，這是因?yàn)榭茖W(xué)家認(rèn)為4687這個(gè)數(shù)太單一了，不容易記住,，反正TNT釋放能量也不是恒定的，我們可以把這個(gè)數(shù)優(yōu)化一下,。

　　正好1千克液態(tài)水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下升高1℃需要的能量大約是4200焦耳,，與1克TNT炸藥釋放的平均值很接近，于是科學(xué)家靈機(jī)一動(dòng),，把1克TNT當(dāng)量的數(shù)值定義為1千克液態(tài)水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下升高1℃需要能量的數(shù)值,，也就是1大卡（1大卡=1000卡），“卡”也就是我們說的卡路里,。

　　卡路里的定義就是將1克水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下提升1℃所需要的熱量,，由于液態(tài)水在不同溫度下的比熱容有微小區(qū)別，于是卡路里又有不同溫度下的定義,，比如：

　　15度卡路里：1克液態(tài)水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下由14.5℃提升到15.5℃所需的熱量,，約為4.1855焦耳（國際委員會標(biāo)準(zhǔn)）。

　　20度卡路里：1克液態(tài)水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下由19.5℃提升到20.5℃所需的熱量,，約為4.1819焦耳,。

　　平均卡路里：1克液態(tài)水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下由0℃升到100℃所需的每度熱量平均數(shù)，約為4.190焦耳。

　　而TNT的數(shù)值取用熱力學(xué)和化學(xué)中使用的“熱化學(xué)卡路里4.184焦耳”,，于是我們就有了：

　　1克TNT當(dāng)量=4184焦耳=1大卡=1000卡=1000卡路里,；

　　在炸彈當(dāng)中常使用“噸TNT當(dāng)量”，1噸TNT當(dāng)量=4.184*10^9焦耳,，比如廣島原子彈爆炸釋放能量大約為2萬噸TNT當(dāng)量,，沙皇炸彈達(dá)到了5000萬噸TNT當(dāng)量。

　　其他能量釋放標(biāo)準(zhǔn)

　　除了TNT當(dāng)量作為高能量釋放的單位外,，在一些特殊場合還有其他的參考標(biāo)準(zhǔn),，比如“標(biāo)準(zhǔn)煤”在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中用得更多，1千克標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值定義為7000千卡,，與TNT當(dāng)量的關(guān)系為：

　　1千克標(biāo)準(zhǔn)煤釋放熱量=7千克TNT當(dāng)量,；

　　可以看到，1千克標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒釋放能量大約是1千克TNT爆炸能量的七倍,，但是煤可以作為燃料,，TNT卻是炸彈，這是因?yàn)槊旱娜紵徛尫拍芰?，并且需要外界氧氣的參與,，而TNT幾乎是瞬間釋放能量不需要外界提供氧氣，后者形成了劇烈爆炸,，這也是燃料和炸藥的最大區(qū)別,。

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