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隕石の衝突のときにおこる熱

隕石の衝突のときにおこる熱
大きさ1kmで重さ20億t程度の隕石が時速7万2000kmで地球に衝突したら
どれほどの熱が発生しますか?

投稿日時 - 2010-09-12 22:48:51

QNo.6178181

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回答(8)

ANo.8

 重さ20億tの隕石が時速7万2000kmで地球に衝突した際に解放されるエネルギーは、

(2000000000×1000)[kg]×(72000×3600)[秒]÷2=4×10^20[J]=400,000,000,000,000,000,000[J]

になり、その全てが熱に変わるとすると、発生する熱量は

4×10^20[J]÷4.184[cal/J]≒9.56×10^19[cal]=95,600,000,000,000,000,000[cal]

になります。
 これは約91億トン(ドラム缶約606億本)のガソリンを燃やした時の熱に相当します。
 高性能火薬に換算しますと、約95600メガトンになり、長崎型原爆の約478万倍になります。
 尚、人類が起こした最大の核爆発は、旧ソビエト連邦が1961年10月30日にノヴァヤゼムリャで行った核実験の約58メガトンであり、現在配備されている戦略核兵器は、それよりも1~2桁小さい威力しかありません。
 又、9.56×10^19calの熱量は、20℃の水約1542億トンを蒸発させる事が出来ます。
 これは、琵琶湖の水量の約5.6倍になります。

投稿日時 - 2010-09-17 10:42:32

ANo.7

厳密には断熱過程ではないにしろ、
断熱過程に近いので無視出来ます。

お楽しみの所失礼とは存じますが、
意味が違うと存じます。

http://www7a.biglobe.ne.jp/~falcons/kanetsu100.html

投稿日時 - 2010-09-13 17:58:18

これまでの回答の数値に疑問があるのでコメントします。

隕石の重さは 20億トン = 2×10^9 トン = 2×10^12 kg です。

#1さんの計算では1桁大きい値になっています。その結果、エネルギーも1桁大きすぎます。

#2さんの計算では1桁小さい値になっています。その結果、エネルギーも1桁小さすぎます。

#5さんが引用されている2番目のサイトでは隕石の密度(Projectile Density)が 2000 kg/m^3 とされていますが、そうすると(隕石は球と仮定されていますから)
隕石の質量
= 密度×体積
= 2000×(4π/3)×(1000/2)^3
= (π/3)×10^12 [kg]
となり、質問文の値の約半分です。その結果、エネルギーも約半分になっています。

結局、

隕石の運動エネルギー
= (1/2)×(2×10^12)×(2×10^4)^2
= 4×10^20 [ジュール]、

隕石の密度
= (12/π)×10^3
≒ 3.82×10^3 [kg/m^3]

です。これらの値を使って、これまでの回答を読みなおしてください。

投稿日時 - 2010-09-13 10:14:18

ANo.5

ここにシミュレーターがあるから自分でやってみてください。エネルギーも全部計算してくれます。
http://impact.ese.ic.ac.uk/ImpactEffects/

で、答えはこれ、衝突角90度、衝突地点から1000Km地点の被害です。エネルギーは出ているので、熱への換算は条件をちゃんと決めてやってみてね。まあ、マグニチュード7.7相当、衝撃は風速5メーターで海に落ちても数メートルの津波で大したことないようですけどね
http://impact.ese.ic.ac.uk/cgi-bin/crater.cgi?dist=1000&distanceUnits=1&diam=1000&diameterUnits=1&pdens=2000&pdens_select=1500&vel=20&velocityUnits=1&theta=90&wdepth=&wdepthUnits=1&tdens=2500

投稿日時 - 2010-09-13 03:03:35

ANo.4

3度目。

かえって、こういう説明の方がいいですか?

1cc(1×10^(-6) m^3)の水を1℃上げる熱量が、1カロリーです。
ですから、1リットル(1×10^(-3) m^3)の水を1℃上げるには、1000カロリー(1キロカロリー)の熱が必要です。

20℃の水1リットル(1×10^(-3) m^3)を沸騰させるのに必要な熱量は、
(100-20)×1キロカロリー = 80キロカロリー

隕石の運動エネルギーは 1×10^16 キロカロリー だったので、

1×10^16 ÷ 80 ≒ 1×10^16 ÷ 10^2
 = 1×10^14

つまり、1Lペットボトルでだいたい100000000000000本分の水を沸騰させることができます。

投稿日時 - 2010-09-13 01:31:19

お礼

2度も回答していただいてすいません理解できました
ありがとうございます

投稿日時 - 2010-09-13 01:33:16

ANo.3

>>>回答ありがとうございます。頭の悪い自分にはよくわからないです

よくわかるようにしたのが、さっきの回答の最後の1行で、
それより上は、全部、その結果を出すための準備です。
そして、ジュールだとイメージが湧かないだろうと思いましたので、キロカロリーに直しています。

ですから、最後の1行だけ読んでください。

「どれほどの熱が発生しますか?」に対する答えとして、これほどわかりやすい表現はありません。

投稿日時 - 2010-09-13 01:14:44

お礼

ありがとうございます

投稿日時 - 2010-09-13 01:32:38

ANo.2

こんにちは。

音も発生しますが、音はやがて熱エネルギーに変わりますので、計算に入れるとします。
熱が発生することで、地上にあるものが化学反応(たとえば木が燃える)を起こしますが、それは考慮しないものとします。

というわけで、ざっくり計算すると、

隕石によりもたらされる熱エネルギー
 = 隕石が持っていた運動エネルギー
   = 1/2 × (20億×1000)kg × {(72000×1000÷60÷60)m/s}^2
   = 1/2 × 2×10^8×10^3 × {72×10^6 ÷ 36 ÷ 10^2}^2
   = 1/2 × 2×10^11 × {2×10^4}^2
   = 1/2 × 2×10^11 × 4×10^8
   = 4 ×10^19 ジュール
   ≒ 1 ×10^16 キロカロリー

成人が1日に摂取する食品のカロリー数は2000キロカロリー(2×10^3 kcal)なので、
それの何倍かというと、
1 ×10^16 ÷ (2×10^3) = 0.5 × 10^13
 = 5×10^12 倍

50億人分なら、
5×10^12 ÷ (50×10^8) = 5×10^12 ÷ (5×10^9)
 = 1×10^3 倍
 = 1000 倍

というわけで、世界の人の3年分の食料のカロリー数ぐらいです。

投稿日時 - 2010-09-12 23:22:29

お礼

回答ありがとうございます。頭の悪い自分にはよくわからないです

投稿日時 - 2010-09-13 00:24:22

ANo.1

運動エネルギーの大半は熱エネルギーになると思われますが、少なく見積もって半分が熱エネルギーになった場合

1/2×20000000000000kg×20000m/s^2×1/2=2×10^21ジュール

投稿日時 - 2010-09-12 23:09:53

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