一篇文章点醒你，汽油能量那么高——为什么不去做炸弹？

和读者约的文章还落下一篇：

今天来填坑。

其实这件事，W君也是经常说的，但是W君不会直接用汽油的热值和炸药来比较，而是告诉你，一把瓜子的热值要比TNT高得多了。这实际上就是为了追求文章中的炸裂效果。通常一群傻子就会回复爆炸是爆炸、消化是消化，也有一群更傻的会回复怎么不用瓜子填充炮弹还得用TNT等等……

听到这里你可能会愣住：瓜子？比TNT还猛？那我岂不是天天吃“高能危险品”？但别急，这恰恰是我们要说的重点。你要知道，热值高不代表就能“炸”得响亮有力，爆炸和我们平常理解的“能量释放”之间，有一道关键的门槛：爆速。

爆炸真正的可怕之处，不在于能释放多少能量，而在于它释放得有多快。TNT能在百万分之一秒级别内释放出它所储存的能量，形成高压冲击波，这种速度足以把钢板掀飞，把建筑震塌。而你手里的瓜子，别说炸，它要是自己点着了，慢悠悠地冒烟都算给面子了。就算你整麻袋堆起来点，它也只是一场温柔的火灾，不会有那种瞬间压缩空气产生冲击波的“轰”的一声。

这也就解释了，为什么汽油虽然热值高（大约44MJ/kg），但在军事用途上几乎没资格挤进“炸药俱乐部”。因为汽油是需要外部氧气的燃料，它的燃烧是扩散控制反应，这种反应释放能量慢、传播速度低，不会形成典型的爆炸波；而像TNT这样的化学高爆炸药，它的分子结构中早就内置了氧化剂，自身就能实现快速、高温、剧烈的分解反应。

这时候咱们就得引出一个炸药圈里的老概念了：氧平衡。别看这名字听着像健康饮食，其实它是炸药能不能“自己炸起来”的决定性参数。所谓氧平衡，说白了就是：这玩意儿里有没有足够的氧，把自己彻底烧干净。

你拿汽油举例，它的分子里基本全是碳氢链，完全没有“内置氧”。燃烧时只能靠空气里的氧气参与反应，这就决定了它不是一个自给自足的能量系统。你必须给它时间、空间，还有足够的氧，它才能慢慢燃烧。但炸药不一样，比如TNT、RDX、硝化甘油这类，它们分子结构中已经“内置”了氧原子，反应时能在毫秒级甚至微秒级完成燃烧过程。实际上炸药爆炸的过程中不仅仅是直接产生气体，而是一个大分子断裂后再重新组成新分子的过程，这里面例如一个炸药分子中含有2个氢原子和一个氧原子，那么最终爆炸的结果就生成水分子，同样，一个炸药分子中含有氮原子、碳原子、氢原子和氧原子，那么在爆炸的过程中这些原子被“炸碎”后就可以形成更多的小分子。而不会大量的出现游离的离子。

当一个炸药的氧平衡是0，意味着它能恰好把自己彻底燃尽，既没有多余的碳黑残渣，也没有未反应的氧气。

例如一种真正的猛到极点的炸药HNB（六硝基苯，C₆H₆O₁₂），也就是上面图表中的第四行。

如果你看这张表，你会发现这东西牛啊，爆度9400米/秒，爆轰波压力406，这东西脚踩黑索金、吊打TNT，和很多军迷所津津乐道的CL-20相比也当仁不让。但这种炸药是一种氧平衡炸药，看爆炸方程式：

不熟悉炸药配方的人永远不会想象到这玩意到底有多爽，仔细看！方程式的右边只会生成二氧化碳和氮气。

再看另一个爆炸的方程式，你就会看到箭头右边就复杂多了，不仅仅生成氮气、还会有水和一氧化碳以及大量的碳（C）。C₇H₅N₃O₆是什么？这东西就是大家所熟悉的TNT。

TNT的氧平衡其实不是很理想，大约是 -74%，所以它爆炸后常留下黑烟和未燃炭粒，所以，你看到TNT爆炸的时候会有黑烟（碳颗粒）和白雾（水蒸气）。六硝基苯爆炸呢？

爆炸现场所能看到的烟雾都不是爆炸产生的，不是扬尘就是点燃的烟雾，而炸药本身的分解产物并不会污染环境——主打一个 干净 杀人无痕。当然了，谁在战场上讲环保谁就是一个大傻子了，但六硝基苯爆炸无污染的事情决定了这玩意有特殊用途会用在爆炸泵浦激光器中。

爆炸后产生的产物就主打一个干净无污染，但这事情展开讲就得是另一篇文章了，跑题太多了，呵呵。

但这里可以借着这个机会给大家纠正的一个观点——TNT当量的问题。严格意义上来讲，“TNT当量”并不是一克或者一公斤、一吨TNT爆炸所释放出的能量。TNT爆炸所释放的能量是一个范围值根据不同条件从2800焦耳/克～6200焦耳/克，并不是我们当作TNT当量的 4184焦耳/克。4184焦耳这个数值其实就是一大卡，可以使一公斤重的水上升1摄氏度的能量标记，研究学者偷懒，就把4184焦耳/克当作了TNT当量。

为什么TNT爆炸当量有范围呢？其实还是因为它是一个负氧平衡的爆炸能量释放的缘故，因此环境中的含氧量其实也在或多或少的影响着爆炸功率的输出。如果给TNT爆炸环境充足的氧气，其实它的爆炸反应方程是这样的：

如果去计算一下，这个反应方程所输出的能量如果按照TNT的克重计算，每克TNT完全反应是可以释放出20297焦耳的能量的。——加氧气其实就是给“负氧”这件事填坑。

至于汽油？它的氧平衡完全是负值到天边去了，根本没得比。原因是什么呢？汽油是一种“烷烃类碳氢化合物”，其主要成分就是碳和氢！基本上近似分子式可以写成C₈H₁₈，在我们面对汽油的时候大部分状况下都把汽油当作辛烷来看待。

C₈H₁₈这个分子式中有氧（O）吗？没有吧？所以评价汽油的氧平衡就根本是个伪命题了。而且辛烷主要就是由碳-氢单键（C-H）和碳-碳单键（C-C）组成。这些都是键能高且稳定的化学键，很难在外界能量冲击下断裂。因此也没有什么被爆洪波冲击就立刻断裂键能跌落的可能性。因此这就是一种稳定的液体。本身就不会具备爆炸性。

我们来看汽油的燃烧方程：

每两个汽油分子的燃烧就得有25个氧气分子参与进来，才能生成16个二氧化碳分子和18个水分子。汽油燃烧应该是干净的无色无味的二氧化碳和水蒸气，是这样吧？但是在现实生活中，我们看到的汽油燃烧时是什么样子的？

滚滚黑烟对吧？皮裤套棉裤必定有缘故——不是棉裤薄就是皮裤没有毛！想一想前面咱们提到的TNT爆炸的方程式，黑烟（碳）是怎么来的？答案是氧气的供应不够，汽油没有充分燃烧。化学反应方程就是一个理想条件，但理想条件是不存在的。在大气中的氧无法充分的供应汽油燃烧甚至爆炸所需的氧气量。因此汽油就只能缓慢燃烧，而“缓慢燃烧”的形成条件其实和汽油没有一点关系，这个条件的形成是大气的流动性，燃烧加热的空气上升四周的冷空气在补充的过程中携带了氧气。如果空气不流动会怎么样呢？

我们的空间站蜡烛燃烧实验已经告诉大家这一点了，烧的“半死不活”。

由于太空中微重力环境下燃烧不会导致空气对流，因此当燃烧过程中消耗了燃烧范围内的氧气后，不会有新的氧气进行补充，但是也正因为没有对流，燃烧的热量也不会因为空气对流大量流失。因此就在燃烧区域形成了一个热区不断的汲取蜡油扩散到燃烧空间中。在火焰外侧由于空气的分子运动不断有氧气到大燃烧边界在燃烧边界中与蜡油反应我们就能看到一个维持着半死不活蓝色火焰在苦苦挣扎的样子了。

所以，炸或者不炸、燃烧或者不燃烧 都是汲取氧气的能力问题了，例如TNT虽然氧平衡达到了-74%但也正因为自己携带了那么一点氧，就可以有爆炸的能力。相反，一个辛烷除了碳就是氢自己一点氧都不带着，这种状况在能力释放上就是典型的靠“救济”了。

当然了，如果给汽油足够的氧环境，让它打次富裕仗，这玩意爆炸威力也是挺大的。例如汽油蒸汽扩散到空气中。

可话说回来，扩散到空气中的那点油汽才有多点“绝对质量”呢？几十克几百克的级别，哪有200克一块的TNT炸药来的实在呢？

当然了，这时候还有杠，如果保持汽油是液体、给予足够的氧气，汽油能不能爆了呢？其实这件事不瞒您说还真有研究的。

1926年美国研制了第一枚液体燃料火箭就是以汽油和液氧作为燃料的。就是通过前面的方程式把汽油和液氧进行混合，达到了爆炸效果。其实理论上“爆炸”是等于“快速燃烧”的。只不过，现在没汽油火箭了，原因和文章最前面的读者留言还十分扣题，在火箭领域上看——汽油的热值还是太低。