本來這是一個(gè)悟空問答的題目,W君看了覺得很有意思,無奈問題過期,咱們就寫文章吧。
為啥W君這么堅(jiān)持要討論這個(gè)問題呢?主要原因在于昨天晚上W君吃餃子的時(shí)候看到了香油的標(biāo)簽:
48克一份的香油,其中內(nèi)部含有379.9大卡的熱量。
1克香油如果完全吸收和轉(zhuǎn)換,可以產(chǎn)生7.78千卡的熱量,也就是含有32.9千焦的能量。
要知道,1克TNT炸藥爆炸也就僅僅能釋放出4.184千焦的能量。粗略計(jì)算一下,香油的威力可是TNT的將近8倍!
晚上吃個(gè)餃子倒了半勺香油,怎么著也得是一個(gè)手雷的TNT當(dāng)量了。
說回面粉,面粉爆炸是真有這回事的。
當(dāng)你在面粉粉塵狀態(tài)下引燃的時(shí)候,面粉會(huì)發(fā)生爆燃。同時(shí)釋放出大量的熱量。
這也就是為什么,面粉廠或者一些食品加工廠有嚴(yán)格禁止出現(xiàn)明火的要求的根源了。
但這個(gè)問題很好玩,面粉是不是可以替代黑色火藥?咱們就得從原理上來說這個(gè)問題了。
一般的時(shí)候我們認(rèn)為TNT炸藥當(dāng)量是衡量原子彈爆炸、臺(tái)風(fēng)、地震等大規(guī)模能量釋放的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單位。于是乎就認(rèn)為TNT(三硝基甲苯)是一種爆炸及其猛烈含有巨大能量的物質(zhì)。
但要知道一克TNT爆炸只能產(chǎn)生一大卡的熱量。是不是有點(diǎn)意外呢?
1大卡恰好等于4.184千焦的能量,而一克TNT當(dāng)量也恰好是4.184千焦。
沒錯(cuò),一碗白米飯約等于半斤TNT!這樣看是不是TNT也不是很猛烈的炸藥?
要知道100克純面粉的熱量是364大卡,折算出來后我們會(huì)發(fā)現(xiàn)一克面粉的TNT當(dāng)量也就是3.64克了。
那么現(xiàn)在我們有一個(gè)初步的答案——面粉爆炸的確比TNT爆炸要猛烈的多,同時(shí)我們也成功的將TNT拉下了“能量神壇”。
看一下TNT的分子:
TNT分子
在爆炸的過程中,TNT會(huì)產(chǎn)生如下化學(xué)反應(yīng) 2 C7H5N3O6 → 12 CO + 5 H2 + 3 N2 + 2 C。
也就是說2份TNT爆炸,會(huì)生成12份一氧化碳?xì)怏w,5份氫氣和3份氮?dú)?,另外還會(huì)有2份固態(tài)的碳。
在整個(gè)反應(yīng)過程中TNT并不需要外界物質(zhì)參與就能過自己爆炸。一克TNT大約只有0.6立方厘米的體積。而爆炸后可以產(chǎn)生大約7.8升的氣體,體積擴(kuò)大了13000倍。同時(shí)爆炸的一瞬間溫度可以上升到大約2800度。這也就是TNT具有看似很大的爆炸威力的原因了。
但這樣做TNT很吃虧,虧在哪里呢?虧在了TNT這是叫爆炸,是一種不需要氧化劑和還原劑的單一化學(xué)反應(yīng)。
面粉的爆燃則不一樣。
面粉本身是不能依靠自身爆炸的,而是由于緊實(shí)狀態(tài)相比面粉彌散在空氣中面粉顆粒的形態(tài)擴(kuò)大了和空氣接觸的表面積。
這樣一來,只要一到燃點(diǎn),這些彌散在空氣中的面粉粉塵就會(huì)“同時(shí)”燃燒,從而釋放出大量的能量。
那么問題來了,面粉爆炸是不是能替代火藥呢?
這里就有兩個(gè)問題要說了:第一,面粉無法在封閉的隔絕氧氣的環(huán)境下爆炸;第二、面粉必須均勻的分布在空氣中后才有爆燃效果。
所以,如果想利用面粉的爆燃達(dá)到發(fā)射藥的級(jí)別,那么就得在使用前猛烈的搖動(dòng)子彈或者炮彈了。
也只有這樣,子彈或炮彈中的“面粉發(fā)射藥”才能達(dá)到均勻的分布在空氣中的效果,并且彈殼里面還得滿足另外一個(gè)條件——含有氧氣。
這就是一個(gè)相對于比較苛刻的武器使用條件了。沒有士兵在開槍前先將面粉子彈搖動(dòng)十幾秒吧?畢竟開始直接使用槍藥的子彈更方便射擊。
當(dāng)然了,粉塵爆燃的這個(gè)現(xiàn)象也并不是在軍事上一無是處。有一種武器的確是利用粉塵爆燃的原理設(shè)計(jì)的。
FAE
FAE(Fuel Air Explosive,燃料空氣炸彈),相對于填充TNT的傳統(tǒng)炸彈來說,燃料空氣炸彈中僅僅包含燃料和霧化劑。在投放在目標(biāo)上空后會(huì)形成一片包含燃料的云霧。這時(shí)大量的燃料與空氣接觸的表面積趨向于無窮大。
這時(shí)燃料空氣炸彈爆炸的時(shí)候其威力也是數(shù)倍于同等重量的TNT炸彈。
