头条新闻812天津爆炸中的TNT
第一次波形记录
第二次波形记录
8月12日晚23时30分左右，天津滨海新区开发区发生剧烈爆炸，爆炸火光冲天。国家地震台网清晰记录到了12日晚间天津发生的爆炸事故，共有两次爆炸，间隔约30秒，第二次震级更高，通过分析波形记录测算出，爆炸威力相当于21吨TNT。爆炸引起的冲击波造成了周边地区建筑物不同程度的损毁，现场腾起巨大的蘑菇云。各媒体新闻中如TNT当量、冲击波等物理名词该如何理解？
TNT当量
很多人好奇TNT当量的概念，TNT当量是指核爆炸时所释放的能量相当于多少吨TNT炸药爆炸所释放的能量。TNT炸药的数量又被使用作为能量单位，每公斤可产生万焦耳的能量，1吨TNT相等于4.2千兆焦耳，一百万吨相等于0兆兆焦耳，通常也作为核武器爆炸当量的单位来使用。
从波形记录结果看，第一次爆炸相当于3吨TNT，第二次爆炸在30秒种后，相当于21吨TNT。
等值换算，战斧式巡航导弹的TNT当量约为千克，即第一次爆炸相当于近7个战斧式巡航导弹的能量，第二次爆炸的能量则接近于46个战斧式巡航导弹落地爆炸。
如果以依阿华战列舰16寸炮炮弹(54公斤高爆炸药)约千克TNT当量进行换算，第二次爆炸的威力相当于超过了枚美国二战最大的依阿华级战列舰的毫米主炮炮弹的威力。
要想更形象地了解TNT当量，威力对照表如下：
标准TNT取的是，1克TNT释放焦耳
*1.3x10^05J:反人员地雷（31克TNT装药）
*2.1x10^05J:A-10攻击机的GAU-8机炮射出一发贫铀穿甲弹=50克TNT当量
*9.5x10^05J:手榴弹(克TNT装药)
*6.1x10^06J:mm坦克炮弹(KEW-A1)=1.4千克TNT当量
*2.1x10^07J:反坦克地雷(5公斤TNT装药)
*3.9x10^07J:美国海军64兆焦电磁轨道炮弹头动能
*1.2x10^08J:1加仑汽油=28千克TNT当量
*1.8x10^08J:1微克反物质+1微克正物质=43千克TNT当量
*5.3x10^08J:依阿华战列舰16寸炮炮弹（54公斤高爆炸药）=千克TNT当量
*1.9x10^09J:战斧式巡航导弹(TLAM-C)=千克TNT当量
*4.x10^09J:1吨TNT当量
*2.0x10^10J:平均水平闪电=4.8吨TNT当量
*3.6x10^10J:平均水平龙卷风=8.6吨TNT当量
*4.2x10^10J:戴维小型战术核武器=0.01千吨=10吨TNT当量
*5.0x10^10J:MOAB巨型燃料空气炸弹，最强大的非核常规武器=12吨TNT
*3.6x10^13J:平均雷暴天气=0.9万吨
*6.3x10^13J:广岛原子弹“小男孩”=1.5万吨
*8.8x10^13J:长崎原子弹“胖子”=2.1万吨
*1.8x10^14J:1克反物质+1克正物质=4.3万吨
*2.0x10^15J:里氏7.0级地震=47.7万吨
*1.5x10^16J:1颗巴林杰陨石（直径可能米，美国巴林杰陨石坑直径1.2km）=3.5百万吨
*6.3x10^16J:通古斯大爆炸=15百万吨=4.3颗巴林杰陨石
*1.1x10^17J:圣海伦火山喷发=25百万吨=1.6个通古斯大爆炸
*2.0x10^18J:里氏9.0级地震=百万吨
*3.2x10^26J:轰掉地球大气层=77千万亿吨
*3.9x10^26J:太阳每秒散发的能量=92千万亿吨每秒
*6.6x10^26J:加热烧沸地球的海洋=千万亿吨
*4.5x10^27J:加热蒸发地球的海洋=1百亿亿吨
*7.0x10^27J:加热蒸发地球的海洋和烤干所有地面=2百亿亿吨
*1.0x10^29J:炸飞地球海洋=24百亿亿吨
*2.1x10^29J:地球转动能量=50百亿亿吨
*1.5x10^30J:炸飞全球表面=百亿亿吨
*2.9x10^31J:轰掉地球（残骸留在原轨道上）=7十万亿亿吨
*3.3x10^31J:太阳每天散发的能量=8十万亿亿吨/day
*5.9x10^31J:轰掉地球（残骸飞出轨道）=14十万亿亿吨
*2.9x10^32J:轰掉地球（残骸飞出太阳系）=69十万亿亿吨
*6.0x10^37J:英仙座超新星爆发=1.4x10^28吨
强大的冲击波
从该监控视频可见，一名男子站在大厅门前时，突然发生爆炸。爆炸冲击波瞬间将大门冲倒击碎，男子被掀翻并压在倒塌的大门下。离现场较远的网友拍摄的手机视频中也可见在看到爆炸后，房间也开始剧烈地摇晃震动，打开的窗户窗帘猛烈向屋内冲。附近建筑物玻璃几乎全碎。这便是冲击波的威力
任何波源，当运动速度超过了其波的传播速度时，这种波动形式都可以称为冲击波，爆炸产生的冲击波称为爆炸波。其特点是波前的跳跃式变化，即产生一个锋面。锋面处介质的物理性质发生跃变，造成强烈的破坏作用。
冲击波效应主要以超压的挤压和动压的撞击，使人员受挤压、摔掷而损伤内脏或造成外伤、骨折、脑震荡等。冲击波的杀伤作用主要是由冲击波超压和冲击波作用时间来决定的。冲击波超压就是冲击波压强与空气静止时的气压（l个大气压）的压强差；冲击波作用时间就是冲击波超压所维持的时间。对于普通炸药在空中爆炸，当冲击波超压为0.1大气压时，就会引致门窗损坏、玻璃破碎；超压为0.5大气压时，能使屋顶掀盖；超压为1大气压时，会造成房屋倒塌。
对于人体而言，冲击波超压为0.5大气压时，人的耳膜破裂，内脏受伤；超压为1大气压时，作用在人体整个躯干的力可达4－5千公斤，在这么大的冲击力挤压下。人体内脏器官严重损伤，尤其会造成肺、肝、脾破裂，以至导致人员死亡。
所以很多人在不能预知当时爆炸实际威力的情况下拍摄视频，是十分危险的，要及时迅速找到安全的地方躲避好，谨防冲击波带来的房屋倒塌、玻璃碎裂或高空坠物。
蘑菇云的产生
天津爆炸现场腾起了数十米高的蘑菇云，那么爆炸为什么会产生蘑菇云呢？
蘑菇云，指的是由于爆炸而产生的强大的爆炸云，形状类似于蘑菇，上头大，下面小，由此而得名。云里面可能有浓烟，火焰和杂物，现代一般特指原子弹或者氢弹等核武器爆炸后形成的云。火山爆发或天体撞击也可能生成天然蘑菇云。蘑菇云高温高压迅速地影响着其周围的空气，大约极短的时间内就能使它周围的空气升温膨胀而又快速上升，并且依靠那上冲时的巨大能量将地面的石头、碎片、粉尘等各种物质粒上高空而形成蘑菇茎。而在上升的过程中由于同周围低湿空气的接触，这就使得热气团的温度逐渐降到同周围气体的温度相同了，于是便向水平方向散开而形成蘑菇顶，这样一个完整的蘑菇云便形成了。随着上升高度的增加，地面压力的逐渐减小，蘑菇茎部分的组成物便纷纷落下，最终一切恢复正常。
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