如果5000吨核弹当量击中航母中心爆炸,能不能把航母蒸发掉?

2022-10-31
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谢邀,核武器的问题问W君就可以了。

这是一个算术题,告诉下你怎么解题:如果要蒸发掉一个物体,那么我们从理想条件下计算一下所需要的热量就可以了。

以福特号航母为例,这是一个排水量为101600吨的巨舰当然了,这是满载排水量,咱们就这么计算,给你个解题思路。

暂时用航母最主要的钢材来核算整体重量。

美军的航母采用的是HY-80钢材,这是成分表:成分中除了镍、铬、钼含量较高,其余的元素及本身都没有超过0.5%,所以咱们就可以认为要用核弹去加热一个铁疙瘩。

所以咱们就按照10万吨铁来计算。

说几个关键点:铁的熔点是1538度,沸点是2862度,也就是当铁温度达到1538度后继续按照每摩尔(55.85克)吸收13.81千焦的热量就会化为铁水,当铁水温度上升到2862度的时候,每摩尔铁水再吸收384千焦的热量,铁就会被汽化为气体。

这是一个初中物理题,所以我们只需要计算出来10万吨铁从个常温(21˚C)到2862度且吸收汽化热转化为气体所需要的热量就可以计算出来汽化一艘航母所需要的核弹当量。

当然了,这里还有一个比热容的问题,使铁上升1度温度需要多少能量,一般的比热容是以“卡/千克”来计算的。

铁的比热容是450卡/千克。

这里就有一个相当让大家偷懒的事情了。

TNT当量实际上就是一克TNT放出4200焦耳的能量,这个数值恰好是“1大卡”,也就是1000卡(卡路里)。

说句题外话,就是当时工程人员为了省事,把TNT当量规定为4200(或者4182)焦耳,这就是方便计算的,但本来TNT炸药在爆炸的时候所释放的能量都有一个跨度,并不一定是4200焦耳或者4182焦耳。

既然工程学上这么计算,我们也就按照约定俗成的计算方式展开。

所以1克TNT当量=1大卡 = 1000卡,1千克铁上升1度需要450卡,因此我们可以知道进需要0.45克TNT爆炸就可以让1千克的铁上升1度。

铁和TNT的比例需求是1:0.00045,也就是TNT当量是铁重量的万分之4.5 就可以让铁升高1度的温度。

福特级航母是10万吨,也就是说不计能量损失的话,每45吨TNT当量可以让福特级整体升高1度。

现在的问题就是5000吨TNT当量让福特级航母可以升高多少度的问题了吧?

5000/45 = 111.11111……如果加上常温21度的设定,在福特级航母上引爆一颗核弹,这枚核弹的所有能量都转化为热量被福特级航母吸收,这时候福特级航母的整体温度大约是132度。

按照咱们的中餐说法差不多是油温四成热。

一般这就是咱们炸个盐苏鸡的温度当然了,这个温度条件下航母上基本上也就没啥活人了,舱门一开喷香~能馋哭隔壁小孩。

按照45吨TNT当量升高一度来计算,航母从21度达到1538的熔点需要(1538-21)* 45 = 68265吨TNT当量,如果将航母炽热的航母熔化,则还需要另外的5887吨TNT当量才能把全舰炽热的航母化为铁水。

然后铁水再继续升温,升到汽化温度,也就是2862摄氏度,(2862-1538)* 45= 59580吨TNT当量,这时候整个液化的航母就具备汽化的可能性了,但是要知道汽化需要吸收的热量很高,每摩尔铁汽化需要吸收汽化热为340千焦,所以整个航母汽化则需要144937吨TNT当量。

四个数值相加一下,68265+5887+59580+144937=278669吨TNT当量。

但是要知道的一件事情是,核弹爆炸能量输出形式并不仅仅是热量,还有冲击波和核辐射,热辐射输出仅仅占核弹输出总功率的30%左右。

因此如何想真的汽化掉一艘福特级航母,那么所需要的核武器当量应该在80万吨TNT当量左右。

这就相当于8枚W76Mod0的输出当量或者是三枚W78的输出当量。

本来5000吨TNT当量可以解决的问题,干嘛要做人做得那么绝,让一艘航母连灰都不剩呢?

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小草

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