爆発について、元サカさんの解説

モト@PPMMPPP @29silicon

ジメチルエーテルの燃焼で分子数が5/4倍に増えたのが爆発の主要因とする説明で、その時のエネルギー変化（標準燃焼エンタルピー）は大学の内容だからと無視している。でも、これが爆発の威力の根源と言ってよい。（続く 札幌の大爆発で死者が出なかった科学的根拠 jbpress.ismedia.jp/articles/-/550…

モト@PPMMPPP @29silicon

承前）ちなみに標準燃焼エンタルピーは高校化学でも燃焼熱として重要な扱いをされている。熱化学方程式を知らなきゃセンター試験で死ぬ。爆発で被害が出るのは、気化した可燃性物質が瞬時に燃焼して、その際に燃焼熱を放出し、一瞬にして高温になるのが原因。その高温で周囲の気体は急激に膨張する（続

モト@PPMMPPP @29silicon

承前）爆発では気体の膨張速度は音速を超え、衝撃波を形成する（燃焼速度が音速を超えるというのが爆発の定義の１つだったはず）。この衝撃波を受けて人は吹っ飛び、ガラスは破れ、壁は崩れ落ちる。体積が4/5になった程度ではこんな被害は出ない。飛行機が急降下した程度の気圧変化だもの。（続

モト@PPMMPPP @29silicon

承前）また、気体の爆発では一瞬にして燃料が燃え尽きるから「火」は直ぐに消えるが、温度は瞬時に軽く千℃以上に達する。狭い空間に満ちた燃料が音速で燃えて大量の熱になるから当然だ。その中に人がいたら大やけどは免れないし、衣服が燃え出したら死んでいたかもしれない。助かったは奇蹟的。（続

モト@PPMMPPP @29silicon

承前）このコラムで「爆発そのものはジメチルエーテル体積膨張率にして1.25倍程度、ごくごく軽微なものでした」というのは、そういう意味でかなりの勘違い。「オーダーエスティメーション」は大切だけれど、着眼点を体積増加に絞って熱の発生を無視したのが間違いでした。（続

モト@PPMMPPP @29silicon

承前）無視されちゃった熱の発生量を概算してみると、16kgのジメチルエーテル（分子量46）は、ざっと350 mol。文中の１モルあたりの燃焼熱1330ｋJを信じると、燃焼熱は約500,000 ｋJ（120,000 kcal） になる。１kcalは１Lの水の温度を1℃上げる熱量だから、どんだけ大量の熱が発生したか分かるよね（続

モト@PPMMPPP @29silicon

承前）概算してみて驚いた。やっぱ、あんだけの被害が出ても当然だった。 「札幌の大爆発で死者が出なかった科学的根拠」なんてないわ。ただただ運が良かったに尽きそう…

モト@PPMMPPP @29silicon

えーと、レファにもあたらず、不得意な暗算で数値を出してるので私も勘違いしてるかもしれません。元のコラムの筆者の顰みに倣い「専門家から瑕疵のご指摘がいただければ、歓迎し謹んでお教えを請いたいと思います」と書いておきます。

モト@PPMMPPP @29silicon

元コラムの筆者のツイッターをのぞいたら、かなり自信満々なんでちょっと自信喪失。どっかで計算間違いしたかな…　ジメチルエーテル46ｇで1330kJ、約300kcalの発熱だよなあ…　３Lの水が沸騰する程度の発熱量はありそうだ。それの約300倍だから、発生する熱エネルギーは無視出来ないはずなんだけど。

モト@PPMMPPP @29silicon

私は爆発の科学的な意味での専門家ではないが、何度か目の前で爆発を見た経験はある。数グラムの物質でも爆発となると洒落にならない。瞬時に空間全体が光って髪の毛チリチリ、それどころか顔や手を大やけどとか実際に見てるのよ。火事は消せるが爆発は見たときには終わってる。対処しようがない。

itimon @itimonium

@SciCafeShizuoka 速度論的議論が抜けてると思います。トータルの反応式で1.25倍でもその膨張速度によって被害は変わるはずです。 ちなみに、TNTの爆発エネルギーは1100kJ/kgだそうで… jstage.jst.go.jp/article/safety…

モト@PPMMPPP @29silicon

@itimonium そう思います。ゆっくり押すのとぶん殴った違いw なお、TNTの 爆発エネルギー、意外に小さく驚きました。おそらくこの値は無酸素条件での分解エネルギーなんでしょうね。多分、燃え残りの炭素があるはずです。完全燃焼の燃焼熱ならもっと大きくなるので、ジメチルエーテルの燃焼熱とは比較できない…