¿Cuál es el impulso específico de un pedo/micción humana?

Tenía curiosidad acerca de cuán efectivos serían los pedos/micción como sistema de propulsión, pero no pude encontrar ningún dato sobre el impulso específico de los pedos/micción humanos. ¿Podría realmente obtener un par de centímetro por segundo de delta-v de él?

Le doy un voto positivo provisional por hacer una pregunta que generó una respuesta bien recibida, pero espero que la próxima sea sobre algo más relacionado con la exploración espacial, por ejemplo, el béisbol .

Respuestas (2)

A partir de la balística, calculo la "velocidad de escape" de un chorro de orina en alrededor de 0,5-1,0 m/s 2 (es decir, 0,05-0,1 segundos de impulso específico), aunque una serie de factores pueden influir en eso. Suponiendo que un litro de líquido en la vejiga tenga una masa de aproximadamente 1 kg y una persona con una masa de 75 kg "seca", obtenemos a través de Tsiolkovsky una figura delta-v de

∼ 0.75 yo norte 76 75 ≈ 0.01
es decir, del orden de 1 cm/s.

Te aseguro que es la falta de datos más que cualquier tipo de dignidad lo que me impide hacer un cálculo similar para las flatulencias.

Cuando la orina se expulsa al vacío, el líquido se convierte rápidamente en un gas que debería expandirse en todas las direcciones (mucho más rápido de lo que la orina se alejaba del orinador). Seguramente ese gas en expansión que golpea el torso también proporcionaría una pequeña cantidad de propulsión. ¡Pero oye, habla de 'retroceso'! ;)
Supongo que el orinador no está al vacío por razones de seguridad. Si se trata de un astronauta con traje espacial, la velocidad de escape estará determinada por la elasticidad de la bolsa de recolección y la geometría del puerto de descarga de desechos.
@AndrewThompson ¡Creo que has dado con algo interesante! La pregunta no especifica una presión ambiental. El agua podría hervir a la temperatura corporal, ¿por qué no guardarla y tratar de hacer un cohete con una bolsa de plástico o... hmm, no estoy seguro de que esto ayude mucho después de todo, pero quién sabe? Desafortunadamente , esta pregunta se establece en un espacio presurizado.
¡+1 por usar la ecuación correcta para el problema! hubiera usado metro 1 v 1 = metro 2 v 2 , pero eso solo se mantiene en primer orden en delta-pee. Ni siquiera voy a tratar de hacer un juego de palabras sobre "registros naturales".

Un pedo, o igualmente una exhalación, se aproximaría a un propulsor de gas frío, para el cual Isp se toma a menudo como alrededor de 60s , es decir, Ve = 600 m/s, aunque esto depende de algunos factores. Supongo que la relación con la exploración espacial es que esta es la pregunta hipotética familiar "varado en medio de un gran vacío en una estación espacial".

sumas

Como argumento de apoyo muy tosco con la menor referencia posible a la termodinámica: cada molécula propulsora tiene tres grados de libertad de traslación, cada uno con una energía de

(1/2) k T

Solo pensando en la práctica, no sería válido decir que toda la energía de traslación de tres dimensiones, (3/2) k T, está disponible propusivamente ya que no necesariamente tenemos una buena boquilla, pero usemos 3/2 como un límite superior. Cada molécula tiene una masa y una velocidad que podemos relacionar con la energía térmica a través de

(1/2) m Ve^2
  • k, la constante de Boltzmann, es 1,38 x 10^-23 J/K
  • T, la temperatura central humana es (273 + 37) grados K
  • Una unidad de masa atómica es 1.66E-27 kg
  • Supongamos que la composición es metano, CH4, con una masa molar de 16 AMU

Ponga todo esto junto y obtendrá 70 por (3/2) kT, o 40 por solo (1/2) kT, lo que envuelve la regla general de los 60 con la que comenzamos. Tenga en cuenta que esto no tiene en cuenta la presencia de aire en dicha estación espacial que afectará el grado de expansión de la boquilla que es posible.

aspectos prácticos

Si bien el Isp está por encima de la respuesta de Russell Borogove para la micción, aún no hemos considerado el nivel de empuje, que será bastante más bajo, por lo que el astronauta varado tendría que hacer una compensación para decidir qué hacer, sobre todo para pensar cómo se mantendrían control de actitud durante la maniobra.

¿Puedo señalar que los propulsores de gas frío normalmente funcionan a alta presión (por ejemplo, 100 bar), lo que causaría un ligero inconveniente para el tanque de presión o, en términos sencillos, "el astronauta"? Exhalar en el vacío produce 1 bar de diferencia de presión, pero no mucho más.
Vea mi punto en el último párrafo sobre el nivel de empuje. El nivel de empuje vendrá del diámetro del plano de salida y la presión de almacenamiento permite que el sistema suministre gas por todo el plano de salida durante el tiempo de maniobra. Por otro lado, la presión del gas no afecta tanto la velocidad de escape como su temperatura.
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