¿Podría el ácido sulfúrico en la atmósfera de Venus calentarse lo suficiente por la luz solar concentrada para crear agua y oxígeno?

La presión atmosférica y la temperatura a unos 50 a 60 km sobre la superficie de Venus es casi la misma que la de la Tierra, lo que hace que su atmósfera superior sea el área más parecida a la Tierra en el Sistema Solar. Pero tiene espesas nubes de ácido sulfúrico y casi no hay agua ni oxígeno.

Este artículo de Wikipedia sobre el ciclo del azufre-yodo da esta ecuación química:

2H 2 ENTONCES 4 --> 2SO 2 + 2H 2 O + O 2 (830 0 C)

¿Podría la luz del sol concentrada ser lo suficientemente fuerte en la atmósfera de Venus para calentar el ácido sulfúrico por encima de 830 0 C ?

¿O podría un MMRTG entregar suficiente calor para crear agua y oxígeno de esta manera?

Las condiciones similares a las de la Tierra implican que el equilibrio de esa reacción se encuentra fuertemente a la izquierda. A medida que introduce calor, se desplaza hacia la derecha. La fuente del calor no importa, por ejemplo, la luz del sol enfocada o cualquier tipo de reactor serviría.
Incluso si esto funcionara, el SO2 simplemente se recombinaría con el agua y el oxígeno para reformar el ácido.
@MikeH Es lógico que en un proceso químico separe los productos formados para evitar que se recombinen.
@Conelisinspace Lógica, sí, sin embargo, los aspectos prácticos de la separación de gases pueden ser un desafío mientras flotan en la parte superior de la atmósfera. ¿Y dónde pondría unos miles de millones de toneladas de SO2?
@MikeH Sí, sería muy difícil separar el vapor sobrecalentado del SO 2 , solo puedo pensar en enfriar hasta convertirse en agua y luego dejar que los gases escapen a las nubes nuevamente.

Respuestas (1)

La luz del sol enfocada ópticamente no funciona cuando estás en lo profundo de las nubes, recolectando tu materia prima. Dentro de la nube, la luz será difusa y aparentemente provendrá de todas las direcciones, incluso reflejándose desde debajo de su nave.

Si puede alternar la altitud de vuelo, puede usar la altitud más baja para la extracción de nubes, luego elevarse más alto para obtener luz solar directa sobre las nubes que podría enfocar ópticamente para refinar. La temperatura ambiente también será más baja en altitudes elevadas, lo que hará que el exceso de calor de los procesos de refinación química sea más fácil de manejar. (También hay otras consideraciones y compensaciones para las diferentes altitudes de vuelo, y el clima local también debe comprenderse mejor).

Desde el punto de vista de la química, no importa si el calor proviene de la luz solar enfocada o de otra cosa, por lo que puede usar cualquier tipo de energía disponible para generar el calor. Incluso si no puede enfocar la luz difusa dentro de las nubes, la luz difusa aún puede alimentar las células fotovoltaicas, por ejemplo.

Una respuesta bien compuesta, pero me gustaría tener evidencia de que con la luz solar enfocada, la temperatura será superior a 830 0 C.
No cualquier tipo de energía puede generar la temperatura necesaria de al menos 830 0 C. ¿Puede demostrar, por ejemplo, que un MMRTG puede proporcionar una temperatura tan alta?
Creo que la potencia requerida dependería de la masa que se está calentando. Una buena respuesta podría ser la relación entre el diámetro del espejo y la masa del reactivo, por ejemplo. No estoy seguro si hay un buen precedente para calcular este tipo de calificación.
Busqué la entropía específica de H2SO4, que es 1,601 J/gK para la forma líquida. Puramente en papel, calentar 1 kg del material a 800 grados Kelvin requiere 0,355 kWh de energía. Si obtiene aproximadamente 1 kW por metro cuadrado de la luz solar (basado en la Tierra, podría ser bajo para Venus), puede calentar 1 kg en aproximadamente 20 minutos con 1 m2 de superficie de espejo parabólico.
¿No hay algo mal con tu cálculo? ¿Después de 40 minutos, las cosas serían 1600? 0 C, y así sucesivamente?
Creo que cuanta más luz solar puedas concentrar , mayor será la temperatura que puedas alcanzar. en.wikipedia.org/wiki/Concentrated_solar_power
En la vida real hay ineficiencias, por supuesto. La pérdida de calor por convección se menciona en la página de wikipedia de la cocina solar . La transición de fase de líquido a gas también absorberá algo de calor, y la reacción química que estamos buscando es endotérmica, por lo que absorberá parte del calor sin que aumente la temperatura (incluso puede enfriarse una vez que comience la reacción).
¿Podría el ácido sulfúrico en la atmósfera de Venus calentarse lo suficiente por la luz solar concentrada para crear agua y oxígeno?
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