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8月12日晚23時30分左右，天津濱海新區(qū)開發(fā)區(qū)發(fā)生劇烈爆炸，爆炸火光沖天。國家地震臺網(wǎng)清晰記錄到了12日晚間天津發(fā)生的爆炸事故，共有兩次爆炸，間隔約30秒，第二次震級更高，通過分析波形記錄測算出，爆炸威力相當于21噸TNT。爆炸引起的沖擊波造成了周邊地區(qū)建筑物不同程度的損毀，現(xiàn)場騰起巨大的蘑菇云。各媒體新聞中如TNT當量、沖擊波等物理名詞該如何理解？

TNT當量

很多人好奇TNT當量的概念，TNT當量是指核爆炸時所釋放的能量相當于多少噸TNT炸藥爆炸所釋放的能量。TNT炸藥的數(shù)量又被使用作為能量單位，每公斤可產(chǎn)生420萬焦耳的能量，1噸TNT相等于4.2千兆焦耳，一百萬噸相等于4200兆兆焦耳，通常也作為核武器爆炸當量的單位來使用。

從波形記錄結(jié)果看，第一次爆炸相當于3噸TNT，第二次爆炸在30秒種后，相當于21噸TNT。等值換算，戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈的TNT當量約為454千克，即第一次爆炸相當于近7個戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈的能量，第二次爆炸的能量則接近于46個戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈落地爆炸。

如果以依阿華戰(zhàn)列艦16寸炮炮彈(54公斤高爆炸藥)約127千克TNT當量進行換算，第二次爆炸的威力相當于超過了165枚美國二戰(zhàn)最大的依阿華級戰(zhàn)列艦的406毫米主炮炮彈的威力。

要想更形象地了解TNT當量，威力對照表如下：

標準TNT取的是，1克TNT釋放4184焦耳

1.3 x 10^05 J: 反人員地雷（31克TNT裝藥）

2.1 x 10^05 J: A-10攻擊機的GAU-8機炮射出一發(fā)貧鈾穿甲彈= 50克TNT當量

9.5 x 10^05 J: 手榴彈(226克TNT裝藥)

6.1 x 10^06 J: 120mm坦克炮彈(KEW-A1) = 1.4千克TNT當量

2.1 x 10^07 J: 反坦克地雷(5公斤TNT裝藥)

3.9 x 10^07 J: 美國海軍64兆焦電磁軌道炮彈頭動能

1.2 x 10^08 J: 1加侖汽油= 28千克TNT當量

1.8 x 10^08 J: 1微克反物質(zhì)+1微克正物質(zhì)= 43千克TNT當量

5.3 x 10^08 J: 依阿華戰(zhàn)列艦16寸炮炮彈（54公斤高爆炸藥）= 127千克TNT當量

1.9 x 10^09 J: 戰(zhàn)斧式巡航導(dǎo)彈(TLAM-C) = 454 千克TNT當量

4.184 x 10^09 J: 1噸TNT當量

2.0 x 10^10 J: 平均水平閃電= 4.8噸TNT當量

3.6 x 10^10 J: 平均水平龍卷風(fēng)= 8.6噸TNT當量

4.2 x 10^10 J: 戴維小型戰(zhàn)術(shù)核武器= 0.01千噸= 10噸TNT當量

5.0 x 10^10 J: MOAB巨型燃料空氣炸彈，最強大的非核常規(guī)武器= 12噸TNT

3.6 x 10^13 J: 平均雷暴天氣= 0.9萬噸

6.3 x 10^13 J: 廣島原子彈“小男孩”= 1.5 萬噸

8.8 x 10^13 J: 長崎原子彈“胖子”= 2.1 萬噸

1.8 x 10^14 J: 1克反物質(zhì)+1克正物質(zhì)= 4.3 萬噸

2.0 x 10^15 J: 里氏7.0 級地震= 47.7 萬噸

1.5 x 10^16 J: 1顆巴林杰隕石（直徑可能100米，美國巴林杰隕石坑直徑1.2km）= 3.5 百萬噸

6.3 x 10^16 J: 通古斯大爆炸= 15 百萬噸= 4.3顆巴林杰隕石

1.1 x 10^17 J: 圣海倫火山噴發(fā)= 25 百萬噸= 1.6個通古斯大爆炸

2.0 x 10^18 J: 里氏9.0 級地震= 477 百萬噸

3.2 x 10^26 J: 轟掉地球大氣層= 77 千萬億噸

3.9 x 10^26 J: 太陽每秒散發(fā)的能量= 92 千萬億噸每秒

6.6 x 10^26 J: 加熱燒沸地球的海洋= 158 千萬億噸

4.5 x 10^27 J: 加熱蒸發(fā)地球的海洋= 1 百億億噸

7.0 x 10^27 J: 加熱蒸發(fā)地球的海洋和烤干所有地面= 2 百億億噸

1.0 x 10^29 J: 炸飛地球海洋= 24 百億億噸

2.1 x 10^29 J: 地球轉(zhuǎn)動能量= 50 百億億噸

1.5 x 10^30 J: 炸飛全球表面= 359 百億億噸

2.9 x 10^31 J: 轟掉地球（殘骸留在原軌道上）= 7 十萬億億噸

3.3 x 10^31 J: 太陽每天散發(fā)的能量= 8 十萬億億噸/day

5.9 x 10^31 J: 轟掉地球（殘骸飛出軌道）= 14 十萬億億噸

2.9 x 10^32 J: 轟掉地球（殘骸飛出太陽系）= 69 十萬億億噸

6.0 x 10^37 J: 英仙座超新星爆發(fā)= 1.4 x 10^28噸

強大的沖擊波

從該監(jiān)控視頻可見，一名男子站在大廳門前時，突然發(fā)生爆炸。爆炸沖擊波瞬間將大門沖倒擊碎，男子被掀翻并壓在倒塌的大門下。離現(xiàn)場較遠的網(wǎng)友拍攝的手機視頻中也可見在看到爆炸后，房間也開始劇烈地搖晃震動，打開的窗戶窗簾猛烈向屋內(nèi)沖。附近建筑物玻璃幾乎全碎。這便是沖擊波的威力。

任何波源，當運動速度超過了其波的傳播速度時，這種波動形式都可以稱為沖擊波，爆炸產(chǎn)生的沖擊波稱為爆炸波。其特點是波前的跳躍式變化，即產(chǎn)生一個鋒面。鋒面處介質(zhì)的物理性質(zhì)發(fā)生躍變，造成強烈的破壞作用。

沖擊波效應(yīng)主要以超壓的擠壓和動壓的撞擊，使人員受擠壓、摔擲而損傷內(nèi)臟或造成外傷、骨折、腦震蕩等。沖擊波的殺傷作用主要是由沖擊波超壓和沖擊波作用時間來決定的。沖擊波超壓就是沖擊波壓強與空氣靜止時的氣壓（l個大氣壓）的壓強差；沖擊波作用時間就是沖擊波超壓所維持的時間。對于普通炸藥在空中爆炸，當沖擊波超壓為0.1大氣壓時，就會引致門窗損壞、玻璃破碎；超壓為0.5大氣壓時，能使屋頂掀蓋；超壓為1大氣壓時，會造成房屋倒塌。

對于人體而言，沖擊波超壓為0.5大氣壓時，人的耳膜破裂，內(nèi)臟受傷；超壓為1大氣壓時，作用在人體整個軀干的力可達4－5千公斤，在這么大的沖擊力擠壓下。人體內(nèi)臟器官嚴重損傷，尤其會造成肺、肝、脾破裂，以至導(dǎo)致人員死亡。

所以很多人在不能預(yù)知當時爆炸實際威力的情況下拍攝視頻，是十分危險的，要及時迅速找到安全的地方躲避好，謹防沖擊波帶來的房屋倒塌、玻璃碎裂或高空墜物。

蘑菇云的產(chǎn)生

天津爆炸現(xiàn)場騰起了數(shù)十米高的蘑菇云，那么爆炸為什么會產(chǎn)生蘑菇云呢？

蘑菇云，指的是由于爆炸而產(chǎn)生的強大的爆炸云，形狀類似于蘑菇，上頭大，下面小，由此而得名。云里面可能有濃煙，火焰和雜物，現(xiàn)代一般特指原子彈或者氫彈等核武器爆炸后形成的云。火山爆發(fā)或天體撞擊也可能生成天然蘑菇云。蘑菇云高溫高壓迅速地影響著其周圍的空氣，大約極短的時間內(nèi)就能使它周圍的空氣升溫膨脹而又快速上升，并且依靠那上沖時的巨大能量將地面的石頭、碎片、粉塵等各種物質(zhì)粒上高空而形成蘑菇莖。

而在上升 的過程中由于同周圍低濕空氣的接觸，這就使得熱氣團的溫度逐漸降到同周圍氣體的溫度相同了，于是便向水平方向散開而形成蘑菇頂，這樣一個完整的蘑菇云便形成了。 隨著上升高度的增加，地面壓力的逐漸減小，蘑菇莖部分的組成物便紛紛落下，最終一切恢復(fù)正常。