¿Podría esta burbuja flotar con una persona dentro? [cerrado]

Relacionado con esta pregunta anterior: ¿Se puede construir una ciudad con Globos?

Recuerda en Oz donde la bruja está montada en una burbuja. ingrese la descripción de la imagen aquíEmpecé a pensar cómo podría hacer esto lo más real posible.

Puede respirar helio en lugar de nitrógeno para tener una proporción de 85 % de helio y 15 % de oxígeno. ¿Se podría poner a una persona dentro de un globo transparente con suficiente flotabilidad para montar en una burbuja?

¿Habría algún uso práctico para esto?

ingrese la descripción de la imagen aquí

La respuesta ganadora debe calcular el tamaño de la burbuja para suspender a un pasajero de 70 kg al nivel del mar. Calcule para una burbuja con hidrógeno y otra con helio, cada una con un 15 % de O2. Estoy tentado a hacerlo, pero ya basta de mí.
El hidrógeno no es tóxico. Experimentalmente se ha probado para personas enfermas que respiran altos niveles de O2 porque el H2 es un eliminador de radicales de oxígeno muy bueno. Generalmente, una combinación de hidrógeno y oxígeno para respirar presenta un riesgo de explosión y, por lo tanto, no se suele hacer. Pero H2 tiene la mitad del peso de He, por lo que su burbuja podría ser más pequeña.
así que básicamente un dirigible con oxígeno añadido.
La pregunta no parece tener nada que ver con World Building per se. Esta es básicamente una pregunta de matemáticas / física y es mejor que se traslade a uno de esos foros.
Asumiré que esto se descarta por la forma en que se enmarca la pregunta, pero podría tener una máscara + manguera y respirar aire exterior. Sin embargo, dado lo ligera que es la mezcla de helio y oxígeno, eso puede no tener sentido.
@Willk Reemplazar He con H2 mejorará su elevación en aproximadamente un 10%. Es un buen ahorro, pero tal vez no a costa de volar dentro de una bomba que puede ser detonada por una chispa...
@elemtilas OP a menudo está prohibido en la física, como es el caso actualmente, lo que puede ser una de las razones por las que la pregunta se publica aquí.
¿Cómo es esto de construir mundos ficticios, exactamente?
Un poco. Ahora parece que te estás repitiendo, esta vez omitiendo cualquier parte que pueda considerarse construcción del mundo.
@pipe Realmente no veo cómo la prohibición del OP de otro foro de SE hace que esté bien hacer una pregunta puramente de física/ciencia aquí. ¡También podría probar suerte en SE.Music! Además, uno se pregunta por qué el OP está prohibido en SE.Physics en primer lugar...
@Muze Ya veo. Bueno, supongo, ¡lecciones aprendidas y todo eso! Parece reescribir la pregunta anterior para que esté en el tema de SE. ¡Worldbuilding está en orden!
@elemtilas esto es mejor?
@Muze --- No, en realidad no.
@elemtilas Creo que esta pregunta es sobre el tema. El hecho de que me suspendieran en otro lugar no debería afectar mi capacidad para participar aquí. Esta pregunta es una parte de la ciudad hecha de globos.
@a CVn, ¿puede decirme qué debo hacer para reabrir esta pregunta?
@Muze -- ¡Cuánto tiempo sin verte! Tienes razón, el hecho de que estés prohibido en otro lugar no te impide participar aquí. Todavía no está exento de seguir las reglas de WB.SE, y la comunidad no está en deuda con usted para permitirle hacer consultas fuera del tema. Como dije hace un año (¡bueno, casi!): Parece que reescribí la pregunta anterior para que sea un tema para SE. ¡Worldbuilding está en orden! ¡Haz eso y felizmente lo nominaré para su reapertura!
@Muze: para que esta consulta se vuelva a abrir, debe demostrar al menos el contexto de construcción mundial . En este momento, su pregunta es puramente del mundo real. Y la respuesta es que tales dispositivos ya existen. Puedes conseguir uno por $ 300 más o menos. Bombea un poco de He y O2 allí, rueda a la piscina y Bob es tu tío.
@Muze - Además, ¿por qué quieres que se vuelva a abrir esta consulta? ¡Ya obtuviste tu mejor respuesta y la elegiste como tal!
@elemtilas porque está en el tema y debería estar abierto
@Muze: me pregunto si este es el tipo de actitud que te prohibió en otros lugares. No tienes que seguir mi consejo si no quieres; ¡No puedo obligarte después de todo!
¿Cómo puedes "hacer esto lo más real posible" cuando estas cosas ya son cosas reales? Su pregunta todavía está fuera de tema por todo lo que puso una foto de Oz en el texto.
Parece que la única objeción a esta pregunta es que no está lo suficientemente conectado a WB. No veo eso como un problema. Está tan conectado como muchas otras preguntas (todavía abiertas) sobre lo que podría o no podría suceder en un mundo en particular, real o no. La edición es mucho más clara también. Yo VTR.

Respuestas (1)

Un metro cúbico de aire pesa alrededor de 1,2 kg. Un metro cúbico de 15% O 2 y 85% He pesaría alrededor del 20% de eso o alrededor de 0,25 kg. por lo que un metro cúbico de la mezcla de O 2 /He levantaría alrededor de 1 kg.

Ignorando el peso de la propia burbuja, una persona de 70 kg necesitaría una burbuja de 70 m 3 , que tendría unos 5 metros de diámetro. Dado que el material de la burbuja tendría que ser bastante fuerte para sostener a un adulto parado sobre él, digamos que necesita una burbuja de 6 metros de diámetro para levantar también el peso de la burbuja.

Nota: Si bien flotar en una burbuja atraerá la atención de los medios, sería muy poco amable pedirle al flotador que haga entrevistas...

Según hoststuffworks :

El adulto promedio en reposo inhala y exhala alrededor de 7 u 8 litros (alrededor de un cuarto de pie cúbico) de aire por minuto. Eso suma algo así como 11.000 litros de aire (388 pies cúbicos) en un día.

El aire que se inhala tiene aproximadamente un 20 por ciento de oxígeno y el aire que se exhala tiene aproximadamente un 15 por ciento de oxígeno, por lo que aproximadamente el 5 por ciento del volumen de aire se consume en cada respiración y se convierte en dióxido de carbono. Por tanto, un ser humano utiliza unos 550 litros de oxígeno puro (19 pies cúbicos) al día.

Así que un ser humano necesita alrededor de 1 metro cúbico de oxígeno puro/día o alrededor de 5 metros cúbicos de la mezcla de O 2 /He. Este sitio web dice que las personas pueden respirar cómodamente aire con un 25% de reducción de O 2 (equivalente a 10,000 pies, lo que por experiencia no es un problema particular para las personas sanas).

Así las cosas, un adulto necesita unos 20 metros cúbicos de la mezcla O 2 /He/día para no agotarla por debajo del 75% de su oxígeno original. La esfera de 6 metros tiene alrededor de 120 metros cúbicos de la mezcla de gases, por lo que durará unos seis días sin ninguna dificultad y probablemente funcionará por el doble en caso de apuro.

El hidrógeno funciona igual que el helio dentro de la precisión de estos cálculos, pero se recomienda una política de no fumar.

Construya su "burbuja" a partir de un material selectivamente permeable que permita que el dióxido de carbono pase por un lado y el oxígeno por el otro, sin permitir que el hidrógeno pase en la misma dirección que el dióxido de carbono.
@BobJarvis: eso no funcionará porque el hidrógeno es mucho más pequeño que el carbono y el oxígeno.
@vsz: Podría hacerse funcionar. Considere la forma en que las paredes celulares son selectiva y activamente permeables a algunos iones y moléculas, pero no a otros, independientemente del tamaño. Véase, por ejemplo, canales iónicos, transportadores de glucosa, etc.
El dióxido de carbono debe eliminarse de alguna manera, de lo contrario podría envenenar/asfixiar a la persona incluso con la presencia adecuada de oxígeno.
@jamesqf: entonces no será solo una membrana delgada y liviana, sino una maquinaria pesada y compleja. ¿O conoces alguna membrana que pueda hacer esto?
@vsz solo agregue un pequeño depurador químico que capture CO2. No hay necesidad de pesado o complejo.
@vsz: esto es perfectamente simple de manejar. Utiliza un panal microcristalino de handwavium lleno de unobtanium líquido. Esto no SOLAMENTE maneja la cosa "permeable selectivamente", sino que TAMBIÉN afila las cuchillas, hace que crezca el cabello DONDE LO QUIERAS, cura las verrugas, lo hace más inteligente, más atractivo, más alto (o más bajo, su opción), Y si ACTUA ¡¡¡AHORA, viene con un SUMINISTRO DE POR VIDA de GINSU-KNIFIUM!!! ¡¡¡¡¡COMO SE VE EN LA TV!!!!! :-)
@vsz: las paredes de las células animales tienen un grosor de ~ 20 nm, aunque también necesitarías una estructura de soporte. En cuanto a una membrana que pueda hacer esto, ¿alguna vez pensó en cómo sus pulmones transfieren oxígeno a su sangre, mientras eliminan el dióxido de carbono?
@Muze reemplazando el oxígeno con CO2 cuando la C proviene del cuerpo no cambiará nada : cada 1,8 litros de O2 que se convierte verá que la atmósfera se vuelve un gramo más pesada, el pasajero se vuelve un gramo más liviano y la flotabilidad permanece igual.
@Muze también, tan pronto como los niveles de CO2 aumenten lo suficiente, la esfera se "tapará" y será cada vez más difícil respirar, incluso si todavía hay suficiente oxígeno. Necesita algún tipo de depurador químico de CO2: el hidróxido de litio sería excelente.
@jamesqf "En cuanto a una membrana que puede hacer esto", eso no lo hace una membrana, esa es la molécula de hemoglobina en el trabajo. Casi ninguna membrana orgánica es impermeable al hidrógeno gaseoso (no a los protones individuales), y dependen del transporte activo, que requiere alimentar la membrana empapándola en un fluido intercelular, linfa o sangre adecuados. El peso resultante sería excesivo incluso si lo usara solo en una pequeña sección de la esfera.
@LSerni: ¿Entonces la hemoglobina no está contenida dentro de los glóbulos rojos, que tienen paredes celulares? ¿Y esos glóbulos rojos no viajan dentro de los vasos, que a su vez están compuestos de células?
@jamesqf Sí. Y esas paredes no detienen la difusión de oxígeno o dióxido de carbono. Para mantener el hidrógeno en el interior contra un gradiente de concentración, necesita una membrana impermeable a los gases (consulte, por ejemplo , nvlpubs.nist.gov/nistpubs/jres/25/jresv25n3p309_A1b.pdf ). Para dejar fluir también el oxígeno y el dióxido de carbono, se necesita eso, además de un mecanismo de transporte activo que sea insensible al hidrógeno.
reabrir por favor gracias y Felices Fiestas.
Seré el conejillo de indias y montaré un huracán en el mar.
¿Podría esta burbuja flotar con una persona dentro? [cerrado]
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