隕石の衝突のときにおこる熱

質問

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？

回答No.8

kagakusuki

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。

回答No.7

isa-98

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

回答No.6

noname#185706

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。

回答No.5

ultraCS

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

回答No.4

sanori

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。

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

回答No.3

sanori

＞＞＞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。

お礼

ありがとうございます

回答No.2

sanori

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。

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

回答No.1

MVX250F001

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