ما هي حاسبة مكافئ TNT؟
تقوم حاسبة مكافئ TNT بتحويل قدر معيّن من الطاقة المنطلقة إلى الكتلة المكافئة من مادة ثلاثي نيترو التولوين (TNT) اللازمة لإطلاق القدر نفسه من الطاقة. وهي أداة عالمية لتحويل الطاقة تُستخدم في الفيزياء والهندسة وتحليل الانفجارات وتقدير اصطدامات الكويكبات والمقارنات على مقياس الطاقة. واصطلاحًا، يُعتبر أن كل كيلوغرام واحد من TNT يطلق ما يعادل بالضبط 4.184 ميغاجول (4,184,000 جول) — وهي القيمة المعتمدة عُرفًا.
كيفية الاستخدام
أدخل مقدار الطاقة المنطلقة من الحدث واختر وحدتها — جول (J) أو كيلوجول (kJ) أو ميغاجول (MJ) أو غيغاجول (GJ) أو كيلوواط·ساعة (kWh). تحوّل الحاسبة القيمة التي أدخلتها إلى الجول، ثم تقسمها على \(4.184 \times 10^{6}\) لتعطيك مكافئ TNT بالكيلوغرام، مع عرض النتيجة بالغرام والطن أيضًا لمزيد من السهولة.
شرح المعادلة
التحويل بسيط ويتمثّل في $$m_{\text{TNT}} = \frac{E}{4.184 \times 10^{6}}$$ حيث E هي الطاقة بالجول وm_TNT هي الكتلة بالكيلوغرام. وبما أن العلاقة خطية، فإن مضاعفة الطاقة تضاعف كتلة TNT. وتُطبَّق تحويلات الوحدات أولًا: \(1\ \text{kJ} = 10^{3}\ \text{J}\)، و\(1\ \text{MJ} = 10^{6}\ \text{J}\)، و\(1\ \text{GJ} = 10^{9}\ \text{J}\)، و\(1\ \text{kWh} = 3.6 \times 10^{6}\ \text{J}\).
مثال محلول
لنفترض أن حدثًا ما أطلق طاقة قدرها 1 غيغاجول. بتحويلها إلى الجول نحصل على 1,000,000,000 جول. وبقسمتها على 4,184,000 نحصل على ما يقارب 239.005 كيلوغرام من TNT — أي نحو رُبع طن تقريبًا. أما بطارية سعتها 100 كيلوواط·ساعة (360 ميغاجول) فتعادل نحو 86 كيلوغرامًا من TNT.
$$m_{\text{TNT}} = \frac{1{,}000{,}000{,}000}{4{,}184{,}000} \approx 239.005\ \text{kg}$$الأسئلة الشائعة
لماذا 4.184 ميغاجول لكل كيلوغرام؟ هذا هو العُرف المتفق عليه لمحتوى الطاقة في TNT؛ فالمتفجرات الحقيقية تتفاوت قليلًا، لكن قيمة 4.184 ميغاجول/كغ هي القيمة المرجعية القياسية (وهي تساوي بالضبط 1,000 كيلو سعرة حرارية كيميائية حرارية).
ما حجم طن واحد من TNT؟ يساوي الطن الواحد (1,000 كغ) من TNT مقدار 4.184 غيغاجول. أما وحدتا "الكيلوطن" و"الميغاطن" المستخدمتان لقياس القدرة النووية فتساويان 10³ و10⁶ طن من TNT على التوالي.
هل يقيس هذا القوة التدميرية؟ لا. فهو يقارن إجمالي الطاقة فحسب. أما الأضرار الفعلية للانفجار فتعتمد على مدى سرعة انطلاق الطاقة وطريقة انطلاقها، لا على مقدارها فقط.
