Impacto en las ciencias con helio en lugar de nitrógeno

Una forma de estimar la dificultad relativa del vuelo es comparar el efecto sobre los números de Reynolds . (tl; dr: el vuelo es mucho más difícil)

La fórmula que usaremos es el número de cuerdas de Reynolds:

donde V es la velocidad, c es la longitud de la cuerda del perfil aerodinámico y$\nu$es la viscosidad cinemática; eso$\nu$eso cambia; con un valor mayor correspondiente a un número de Reynolds más bajo y un vuelo más difícil.

Viscosidades dinámicas en$20^\circ C$en$10 ^ {-5} \frac{Kg}{m \cdot s}$

Densidad del fluido en$20^\circ C$en$\frac{Kg}{m^3}$

Dándonos viscosidades cinemáticas , por$\nu = \frac{\mu}{\rho}$en$\frac{m^2}{s}$

Por supuesto, nuestra atmósfera real probablemente estará en algún lugar entre estos valores, pero la viscosidad mucho más alta del helio debería resultar en Números de Reynolds más bajos para superficies aerodinámicas similares, combinado con la mayor gravedad, debería hacer que el vuelo en el mundo en cuestión sea más difícil de lo que es aquí. en la tierra.

Hay algunas propiedades del nitrógeno frente al helio en lo que respecta al calor específico y los volúmenes... Así que estoy respondiendo la pregunta que no publicaste... ¡el clima!

Volumen: el helio ocupa alrededor de 7,5 veces la cantidad de volumen que ocupa el nitrógeno por el mismo peso. En última instancia, esto significa que su atmósfera se extenderá hacia arriba por una distancia significativamente mayor para tener la misma masa... alrededor de 6 veces el volumen solo para mantener la misma masa (y la misma presión a nivel del mar). Sinceramente, no tengo ni idea de si eso afectaría la retención de su atmósfera en comparación con la filtración al espacio.

Difusión: el agua se difunde alrededor de 3 veces más rápido en helio que en nitrógeno. Esto tendría un efecto realmente interesante en lo que respecta al clima, ya que las nubes se dispersarían significativamente más rápido en una atmósfera de helio e incluso podrían evitar grandes eventos de lluvia. En cambio, obtendría casi una niebla brumosa en la atmósfera en lugar de nubes. (principalmente especulaciones de mi parte).

Calor. El helio tiene una gran capacidad calorífica, casi 5 veces la del nitrógeno. Esto significa que se necesita mucha más energía para calentar, pero también mucha más energía para enfriar. Su clima sería mucho más constante y variaría menos de los eventos del día a día.

Tendría que investigarlo más y editar la respuesta varias veces... pero tengo la sensación de que habrá mucho más vapor de agua en la atmósfera que se extiende mucho más arriba que nuestra Tierra actual. Esto le dará un aspecto nublado gris/blanco mucho más a menudo que un día claro y soleado.

Me gustaría saber qué tipo de patrones de viento iniciaría esto y qué sucedería exactamente con una corriente en chorro. Más investigación ... Sé que no es lo que estaba buscando en una respuesta, pero parece que la mayoría de las preguntas que ha hecho no cambiarán demasiado. El cambio que veo es en el clima, el calentamiento atmosférico y el vapor de agua.

Me pregunto si una atmósfera de helio tendría un cielo de diferente color o diferentes colores del atardecer.

agregando

El helio tiene un espectro de absorción muy diferente al del nitrógeno. Es muy probable que el cielo tenga un color diferente.

Las plantas también utilizan el nitrógeno de la atmósfera para construir proteínas. Entonces, con la falta de nitrógeno gaseoso de la atmósfera, la vida podría no evolucionar, o la vida sería muy diferente. ¿De dónde vendría?

Puede eliminar este problema migrando su raza humanoide desde otro planeta si lo desea. Pero deberías pensar qué efecto sobre las formas de vida locales tendría la atmósfera del gas inerte.

El helio es inerte, por lo que no puede reemplazar al nitrógeno en las reacciones.

Algunos de tus puntos:

• Vuelo: más ligero que el aire necesitaría enormes espacios de hidrógeno/helio calentado para generar sustentación (si es que fuera posible). La aviación sería más difícil (los aviones actuales tienen una envolvente de vuelo en la que el aire es lo suficientemente denso como para producir suficiente sustentación, si vuelan más alto se estancan).

• Comunicación: tu voz sería divertida. Aparte de eso, nada (las ondas de radio son ondas electromagnéticas, su velocidad no se vería afectada).

• Buceo: se usa helio porque las altas presiones de nitrógeno son tóxicas. Nada cambiaría.

• Vuelo espacial: explosión de hidrógeno. Dependería de qué más hay para combinar. Supongo que la mayor parte del oxígeno estaría más abajo en el pozo de gravedad, y las capas superiores probablemente no serán muy densas de todos modos.

pesariamos mas

El mayor efecto que tendrías es que necesitas un planeta mucho más masivo para retener el helio. El helio es lo suficientemente ligero como para que el viento solar pueda arrancarlo de nuestra atmósfera. El helio constituye la fracción más pequeña de nuestra atmósfera porque se pierde constantemente. Nuestro planeta lo crea lentamente, a través de la desintegración radiactiva.

Juptier puede retener helio mucho mejor que la Tierra, por lo que su porcentaje de helio es mayor.

Para agregar a las respuestas existentes. Tanto el helio como el hidrógeno representan una amenaza para la estabilidad de su atmósfera a lo largo del tiempo (considerando una escala de tiempo geológico) ya que su peso molecular es tan pequeño como para ganar velocidad de escape solo por movimiento térmico. Entonces, estos gases son bastante propensos a difundirse en el espacio y, por lo tanto, desaparecer. Entonces, el agotamiento atmosférico es un problema real aquí.

Esto requiere un equilibrio cuidadoso de la fuerza gravitacional (esencialmente "gravedad superficial") de su planeta y el calor en la atmósfera (gobernado principalmente por la distancia a su estrella central). La atracción de Júpiter es lo suficientemente fuerte como para mantener H y He, mientras que Marte y Venus no lo son. La propia Tierra tiene problemas para mantener su helio en la atmósfera, razón por la cual, a todos los efectos técnicos, se extrae del gas natural.

Los átomos de helio son tan pequeños (incluso más pequeños que el hidrógeno gracias a su estructura) que impregnan cualquier material. Hay un ejemplo del mundo real en el que se metió en los cristales del reloj del iPhone y causó un mal funcionamiento . Los tubos de vacío y las pantallas CRT, o incluso la iluminación fluorescente, probablemente no serán prácticos, requerirán bombear constantemente el helio. El helio puede causar defectos en las redes cristalinas, lo que dificulta la fabricación de metalurgia, química y electrónica de alta tecnología. Cuando se deseen materiales ultrapuros, deberán desgasificarse minuciosamente al vacío para eliminar el helio.