1克TNT當量等於1000卡路裏，TNT當量是怎麽來的？

我們在描述壹顆炸彈的爆炸威力時，常用到TNT當量，1千克TNT當量大約為4.184兆焦，TNT的全稱叫做三硝基甲苯，是壹種相對安全的炸藥，在運輸過程中受到撞擊和摩擦也不容易發生爆炸，引爆則需要使用雷管，這使得TNT在第壹、二次世界大戰中被廣泛使用。

理化性質

三硝基甲苯化學式為C6H2CH3(NO2)3，分子量227，其晶體呈黃色，屬於黃色炸藥的壹種，高純度的三硝基甲苯熔點大約為81℃，當達到沸點240℃時就會發生爆炸，雷管引爆時分解為CO、H2、N2和C，體積劇烈膨脹，人體長時間接觸三硝基甲苯會引起慢性中毒。

三硝基甲苯在常溫下性質很穩定，不像硝化甘油那樣危險，硝化甘油受到震動、摩擦和光照都可能發生劇烈爆炸，也就是冒險電影《垂直極限》中的危險物。

為何TNT作為能量釋放的衡量標準？

二十世紀初TNT被廣泛使用，在原子彈發明後，原子彈爆炸釋放的能量超過10萬億焦耳，能量數值非常大，此時再用焦耳作為能量單位非常不方便，TNT就很自然地成為了比對標準。

TNT在分解時不需要消耗空氣中的氧氣，但TNT爆炸時釋放能量受環境因素的影響非常大，比如空氣中的含水率，起爆方式等等，每克TNT炸藥通常可以釋放2673~6702焦耳的能量。

為何選4184這個數？

依照常規辦法，取個中間值（4687焦耳）就可以作為比對標準，但是我們知道1克TNT當量定義為4184焦耳，這是因為科學家認為4687這個數太單壹了，不容易記住，反正TNT釋放能量也不是恒定的，我們可以把這個數優化壹下。

正好1千克液態水在標準大氣壓下升高1℃需要的能量大約是4200焦耳，與1克TNT炸藥釋放的平均值很接近，於是科學家靈機壹動，把1克TNT當量的數值定義為1千克液態水在標準大氣壓下升高1℃需要能量的數值，也就是1大卡（1大卡=1000卡），“卡”也就是我們說的卡路裏。

卡路裏的定義就是將1克水在標準大氣壓下提升1℃所需要的熱量，由於液態水在不同溫度下的比熱容有微小區別，於是卡路裏又有不同溫度下的定義，比如：

15度卡路裏：1克液態水在標準大氣壓下由14.5℃提升到15.5℃所需的熱量，約為4.1855焦耳（國際委員會標準）。

20度卡路裏：1克液態水在標準大氣壓下由19.5℃提升到20.5℃所需的熱量，約為4.1819焦耳。

平均卡路裏：1克液態水在標準大氣壓下由0℃升到100℃所需的每度熱量平均數，約為4.190焦耳。

而TNT的數值取用熱力學和化學中使用的“熱化學卡路裏4.184焦耳”，於是我們就有了：

1克TNT當量=4184焦耳=1大卡=1000卡=1000卡路裏；

在炸彈當中常使用“噸TNT當量”，1噸TNT當量=4.184*10^9焦耳，比如廣島原子彈爆炸釋放能量大約為2萬噸TNT當量，沙皇炸彈達到了5000萬噸TNT當量。

其他能量釋放標準

除了TNT當量作為高能量釋放的單位外，在壹些特殊場合還有其他的參考標準，比如“標準煤”在工業生產當中用得更多，1千克標準煤的熱值定義為7000千卡，與TNT當量的關系為：

1千克標準煤釋放熱量=7千克TNT當量；

可以看到，1千克標準煤完全燃燒釋放能量大約是1千克TNT爆炸能量的七倍，但是煤可以作為燃料，TNT卻是炸彈，這是因為煤的燃燒緩慢釋放能量，並且需要外界氧氣的參與，而TNT幾乎是瞬間釋放能量不需要外界提供氧氣，後者形成了劇烈爆炸，這也是燃料和炸藥的最大區別。