1 gramo de equivalente de TNT equivale a 1.000 calorías. ¿De dónde viene el equivalente de TNT?
Cuando describimos el poder explosivo de una bomba, a menudo utilizamos el equivalente de TNT. El equivalente a 1 kilogramo de TNT es aproximadamente 4.184 megajulios. El nombre completo de TNT es trinitrotolueno, que es un material relativamente seguro. explosivo No es fácil explotar debido al impacto y la fricción durante el transporte. La detonación requiere el uso de un detonador, lo que hizo que el TNT se usara ampliamente en la Primera y Segunda Guerra Mundial.
Propiedades físicas y químicas
La fórmula química del trinitrotolueno es C6H2CH3(NO2)3, con un peso molecular de 227. Sus cristales son de color amarillo y son un tipo de explosivo de color amarillo alto. -trinitrotolueno de pureza El punto de fusión es de aproximadamente 81 ° C. Explotará cuando alcance el punto de ebullición de 240 ° C. Cuando el detonador detona, se descompone en CO, H2, N2 y C, y el volumen se expande violentamente. La exposición prolongada del cuerpo humano al trinitrotolueno puede causar intoxicación crónica.
El trinitrotolueno es muy estable a temperatura ambiente y no es tan peligroso como la nitroglicerina. La nitroglicerina puede explotar violentamente cuando se expone a vibraciones, fricción y luz, que es el peligro en la película de aventuras "Vertical Limit".
¿Por qué se utiliza el TNT como medida de liberación de energía?
El TNT se utilizó ampliamente a principios del siglo XX. Después de la invención de la bomba atómica, la energía liberada por la explosión de la bomba atómica superó los 10 billones de julios. El valor energético era muy grande. , era muy inconveniente utilizar julios como unidad de energía. TNT Naturalmente se convirtió en el estándar de comparación.
El TNT no necesita consumir oxígeno del aire cuando se descompone, pero la energía liberada cuando el TNT explota se ve muy afectada por factores ambientales, como el contenido de humedad del aire, el método de detonación, etc. Cada gramo de explosivo TNT suele liberar entre 2673 y 6702 julios de energía.
¿Por qué elegir el número 4184?
Según los métodos convencionales, se puede tomar un valor intermedio (4687 julios) como estándar de comparación, pero sabemos que el equivalente a 1 gramo de TNT se define como 4184 julios. Esto se debe a que los científicos creen. que el número 4687 es demasiado simple. De todos modos, no es fácil de recordar. La energía liberada por TNT no es constante.
La energía necesaria para que 1 kilogramo de agua líquida se eleve 1°C bajo la presión atmosférica estándar es de aproximadamente 4.200 julios, lo que está muy cerca del valor promedio liberado por 1 gramo de explosivos TNT. Así lo descubrieron los científicos. con la idea de convertir 1 gramo de TNT en su equivalente. El valor se define como la cantidad de energía necesaria para que 1 kilogramo de agua líquida suba 1°C bajo presión atmosférica estándar, que es 1 kcal (1 kcal = 1000 calorías). "Cal" es lo que llamamos calorías.
La definición de caloría es la cantidad de calor necesaria para elevar 1 gramo de agua en 1 °C bajo presión atmosférica estándar. Dado que la capacidad calorífica específica del agua líquida a diferentes temperaturas es ligeramente diferente, las calorías tienen diferentes. definiciones a diferentes temperaturas Por ejemplo:
15 grados calorías: La cantidad de calor necesaria para elevar 1 gramo de agua líquida de 14,5°C a 15,5°C bajo presión atmosférica estándar es de aproximadamente 4,1855 julios (Comité Internacional). Estándar).
20 grados calorías: La cantidad de calor necesaria para elevar 1 gramo de agua líquida de 19,5°C a 20,5°C bajo presión atmosférica estándar es de aproximadamente 4,1819 julios.
Calorías medias: El número medio de calorías por grado necesarias para que 1 gramo de agua líquida suba de 0°C a 100°C bajo presión atmosférica estándar es de aproximadamente 4.190 julios.
El valor del TNT se basa en la “caloría termoquímica 4.184 julios” utilizada en termodinámica y química, por lo que tenemos:
1 gramo de TNT equivalente = 4184 julios = 1 Cal grande = 1000 calorías = 1000 calorías;
Las "toneladas equivalentes de TNT" se utilizan a menudo en las bombas. El equivalente a 1 tonelada de TNT = 4,184*10^9 julios. Por ejemplo, la energía liberada por Hiroshima. La bomba atómica tiene unas 20.000 toneladas de TNT. La bomba de TNT tiene un equivalente a 50 millones de toneladas de TNT.
Otros estándares de liberación de energía
Además del equivalente al TNT como unidad de alta liberación de energía, existen otros estándares de referencia en algunas ocasiones especiales, como el "carbón estándar" utilizado en la industria. producción Para obtener más, el poder calorífico de 1 kilogramo de carbón estándar se define como 7000 kcal, y la relación con el equivalente de TNT es:
El calor liberado por 1 kilogramo de carbón estándar = 7 kilogramos de TNT equivalente;
Se puede ver que la energía liberada por la combustión completa de 1 kilogramo de carbón estándar es aproximadamente siete veces la energía explosiva de 1 kilogramo de TNT. Sin embargo, el carbón se puede utilizar como combustible, pero. El TNT es una bomba. Esto se debe a que la combustión del carbón libera energía lentamente y requiere la participación de oxígeno externo, mientras que el TNT libera energía casi instantáneamente sin requerir oxígeno del exterior, que también es la mayor diferencia. entre combustible y explosivos.