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為什麼大的爆炸之後會形成蘑菇雲?

例如核彈,還有這次天津爆炸後都形成了蘑菇雲


恰巧為了日常的微信推送在整理這方面的資料,

以下內容來自果殼問答、百度知道、中國知網等等等等搜刮

我整理一下語言:

蘑菇蘑菇,不會開花~(你權當這是分隔線)

  • 爆炸足以形成蘑菇雲的條件(簡要地說)

  1. 爆炸在(近)地面發生,而非空中或者水下;
  2. 爆炸釋放巨大的能量;
  3. 一切過程發生在大氣層內,或者說在地球上(因為必須要有重力場)發生。

如果這是題主今晚的家庭作業,上面三點已經可以保證你交差啦~

如果題主是一個對神秘的大自然充滿好奇的少年,那請往下看

不是所有的都是核爆炸,不是所有的蘑菇都是毒蘑菇

如題,

「為什麼大的爆炸之後會形成蘑菇雲?

例如核彈,還有這次天津爆炸後都形成了蘑菇雲」

所以我先來科普一下:

  • 「蘑菇雲的形成」和「原子彈、核彈、氫彈爆炸」沒有任何直接關係,
  • 蘑菇雲的形成是由以上三點條件(開頭解釋了)的同時滿足所必然導致的。

蘑菇雲與核彈沒有任何必然聯繫,

核彈爆炸可以引起也可以不引起蘑菇雲;

而蘑菇雲的產生原因可以是因為核彈爆炸也可以不是。

蘑菇雲本質是被爆炸掀起的塵埃以及煙霧。

(圖片轉載自維基百科)

途中黃色為熱氣流,箭頭為空氣動向,灰色為裹挾的煙塵。

形成過程如下:

  1. 爆炸過後空氣受熱會發生體積膨脹,從而上升;

  2. 氣體上升到高空之後又會遇到冷空氣冷卻,停止繼續上升;

  3. 此時想要下降的空氣被下放上升的空氣所阻擋,所以向四周擴散進行下降;

  4. 而當這些空氣下降到一定程度的時候,與中央氣柱的熱空氣發生了足夠的熱交換從而再次獲得了足夠的熱量開始再次上升;

  5. 爆炸產生的真空帶將附近的低空氣體捲入,從而從下方產生氣流托住雲團。
  6. 這個一開始沿直線上升,在氣流頂端開始小範圍徘徊的氣體裹挾大量由爆炸產生的煙霧和塵埃,就形成了蘑菇雲。

當一個核裝置被引爆時,周圍較大範圍內都將產生大量的X射線、中子 、α粒子等高能粒子,

它們不僅具有摧毀四周一切建築、殺死大範圍內一切有生命的物體的本領,

更直接的作用是極迅速地加熱周圍空氣。

這些高溫空氣和著大量塵埃在爆炸力和浮力作用下高速升空。

最先它們升空時是形成一道雲柱,當雲柱升高膨脹後,其頂部空氣和塵埃碰到上面的冷空氣將開始降溫。

當這些上升的空氣和塵埃降溫到同周圍空氣幾乎等溫時,

它們將減速上升,然後改變運動方向,變成向周圍平移,最後逐漸變為下降。

由於「雲柱」的變化在其頂部的各個方向一般都比較均勻,

「蘑菇雲」因此得以形成。

原子彈之所以不同於其它的炸彈(足以形成蘑菇雲),

其關鍵在於它爆炸時釋放的無與倫比的能量

在其爆炸中心區會產生數千萬度的高溫與幾百萬個億帕的高壓。

這些高溫高壓迅速地影響著其周圍的空氣,

大約在二萬分之一秒的時間內就能使它周圍的空氣升溫膨脹而又快速上升,

並且依靠那上沖時的巨大能量將地面的石頭、碎片、粉塵等各種物質粒上高空而形成蘑菇莖。

而在上升 的過程中由於同周圍低濕空氣的接觸,

這就使得熱氣團的溫度逐漸降到同周圍氣體的溫度相同了,

於是便向水平方向散開而形成蘑菇頂,這樣一個完整的蘑菇雲便形成了。

(整理自百度知道)

所以,

不是所有只有原子彈的爆炸都會產生蘑菇雲,

也不是所有只有核爆時才會有蘑菇雲,

蘑菇雲是地面大當量炸藥爆炸所特有的現象。

因為當爆炸時,

由於爆炸中心溫度很高,

空氣與熱膨脹上升導致在爆炸中心產生近似於真空的一個類圓柱形區域。

真空所導致的吸力使其將地面上的砂石吸起,砂石通過這個區域並在高空擴散從而產生蘑菇雲。


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