很多人認為是手雷,但其實是水。
先說說手雷吧。以美軍的M2手雷作為參考吧:
就是這種東西,整體重量600克,裝有57克TNT炸藥。是標準的步兵防禦型手雷。採用預製破片,有效殺傷距離30米。算是手雷裡面比威力比較大的一種了。
題主說同等重量的水,那麼也就是600克的水了。大約是1瓶脈動的大小:
在通常的情況下水是毫無危害的,頂多是長時間平均下來正常體重的成年人每分鐘攝入超過16毫升水,會造成水中毒,這個水中毒的質量方法就是減少飲水。
但在非通常的極端條件下,水也是一種危險品。
這個論斷來自於高溫會將水進行分解,分解為氫氣和氧氣。氫氣和氧氣在高溫下結合會釋放出大量的能量爆炸。通常是很難看到這個現象的,主要是由於使水在高溫下分解成氫和氧需要吸收大量的熱量。而氫和氧再度反應結合所釋放出的熱量要遠小於分解吸收的熱量,因此反應不會進行下去。
但題主提到的是扔到岩漿裡面。那麼先說下岩漿:
要說明的一點是我們看得到的其實都是岩漿是熔岩噴出地表後的形態。
由於已經噴出了地面,熔岩內部的壓力極端減小,失去了壓力和揮發性物質呈現暗紅色岩漿。岩漿的溫度高達1200度以上。這東西冷卻後就是咱們所說的火山岩了。
如果將水直接潑灑到岩漿上其實就是極快速度的蒸發,並沒有太大的爆炸威力。但如果是封閉環境下的岩漿(熔岩)那麼地表以下沒有噴出的岩漿溫度可以達到3000度,遠遠大於水分解成氫和氧的溫度!而且由於岩漿的體量要遠大於水的質量。這樣可以視作熱量的釋放是無限的。這時水就成了一個可以反覆充電放電的電容器。
首先 岩漿加熱水使水分解成氫氣和氧氣,然後氫氣和氧氣在高溫下劇烈反應結合成水,再往後水分又被岩漿的熱量繼續分解成氫氣和樣子,再然後繼續反應生成水……這樣就會迴圈著反覆進行,直至水分在岩漿中被充分稀釋使其中的氫和氧與岩漿中的物質形成高溫下相對穩定的化合物後反應終止。
所以最後這道題,要研究的就是氫氣和氧氣混合爆炸後所能釋放的能量到底是多少了。
答案是巨大!
氫氣是世界上燃燒熱值最高的物質之一。每克氫氣燃燒可以釋放出143千焦的能量!而每克TNT炸藥爆炸才可以釋放出4.2千焦的能量,這完全不是一個數量級的東西!
我們暫且忽略掉手雷裡面雷管、傳爆藥、起爆藥的成分,那麼一個M2手雷爆炸最理想狀態是釋放57*4.2千焦能量也就是239.4千焦。而600克水中大約含有66.7克氫,這些氫在極端情況下爆炸會產生9538千焦的能量,是一枚M2手雷的40倍。
而且這只是第一次爆炸迴圈中的氫和氧反應的爆炸,更多的次的爆炸迴圈還會繼續進行,從而持續的釋放大量能量。
不過需要注意的一點是——水在岩漿中爆炸的能量是向岩漿中“借”來的。水首先先吸收岩漿的熱量使氫氧鍵斷裂然後才能有氫氣和氧氣的反應,如果要用溫度分解600克水使之成為66.7克氫和533.3克氧氣,那麼至少要洗手215360千焦的熱量。不過題主限定了扔熔岩裡面去,我們就將熔岩當作一個可以無限的供應熱量的熱源了。否則——永動機就不是夢了。
很多人認為是手雷,但其實是水。
先說說手雷吧。以美軍的M2手雷作為參考吧:
就是這種東西,整體重量600克,裝有57克TNT炸藥。是標準的步兵防禦型手雷。採用預製破片,有效殺傷距離30米。算是手雷裡面比威力比較大的一種了。
題主說同等重量的水,那麼也就是600克的水了。大約是1瓶脈動的大小:
在通常的情況下水是毫無危害的,頂多是長時間平均下來正常體重的成年人每分鐘攝入超過16毫升水,會造成水中毒,這個水中毒的質量方法就是減少飲水。
但在非通常的極端條件下,水也是一種危險品。
這個論斷來自於高溫會將水進行分解,分解為氫氣和氧氣。氫氣和氧氣在高溫下結合會釋放出大量的能量爆炸。通常是很難看到這個現象的,主要是由於使水在高溫下分解成氫和氧需要吸收大量的熱量。而氫和氧再度反應結合所釋放出的熱量要遠小於分解吸收的熱量,因此反應不會進行下去。
但題主提到的是扔到岩漿裡面。那麼先說下岩漿:
要說明的一點是我們看得到的其實都是岩漿是熔岩噴出地表後的形態。
由於已經噴出了地面,熔岩內部的壓力極端減小,失去了壓力和揮發性物質呈現暗紅色岩漿。岩漿的溫度高達1200度以上。這東西冷卻後就是咱們所說的火山岩了。
如果將水直接潑灑到岩漿上其實就是極快速度的蒸發,並沒有太大的爆炸威力。但如果是封閉環境下的岩漿(熔岩)那麼地表以下沒有噴出的岩漿溫度可以達到3000度,遠遠大於水分解成氫和氧的溫度!而且由於岩漿的體量要遠大於水的質量。這樣可以視作熱量的釋放是無限的。這時水就成了一個可以反覆充電放電的電容器。
首先 岩漿加熱水使水分解成氫氣和氧氣,然後氫氣和氧氣在高溫下劇烈反應結合成水,再往後水分又被岩漿的熱量繼續分解成氫氣和樣子,再然後繼續反應生成水……這樣就會迴圈著反覆進行,直至水分在岩漿中被充分稀釋使其中的氫和氧與岩漿中的物質形成高溫下相對穩定的化合物後反應終止。
所以最後這道題,要研究的就是氫氣和氧氣混合爆炸後所能釋放的能量到底是多少了。
答案是巨大!
氫氣是世界上燃燒熱值最高的物質之一。每克氫氣燃燒可以釋放出143千焦的能量!而每克TNT炸藥爆炸才可以釋放出4.2千焦的能量,這完全不是一個數量級的東西!
我們暫且忽略掉手雷裡面雷管、傳爆藥、起爆藥的成分,那麼一個M2手雷爆炸最理想狀態是釋放57*4.2千焦能量也就是239.4千焦。而600克水中大約含有66.7克氫,這些氫在極端情況下爆炸會產生9538千焦的能量,是一枚M2手雷的40倍。
而且這只是第一次爆炸迴圈中的氫和氧反應的爆炸,更多的次的爆炸迴圈還會繼續進行,從而持續的釋放大量能量。
不過需要注意的一點是——水在岩漿中爆炸的能量是向岩漿中“借”來的。水首先先吸收岩漿的熱量使氫氧鍵斷裂然後才能有氫氣和氧氣的反應,如果要用溫度分解600克水使之成為66.7克氫和533.3克氧氣,那麼至少要洗手215360千焦的熱量。不過題主限定了扔熔岩裡面去,我們就將熔岩當作一個可以無限的供應熱量的熱源了。否則——永動機就不是夢了。