Proyectil que cristaliza un objetivo

Entonces, congelar objetivos es bastante difícil. Por supuesto, prenderles fuego ya se ha resuelto de media docena de maneras, pero no existe una opción en el mundo real que utilice la tecnología actual que pueda congelar un objetivo.

Más o menos, tienes dos opciones para hacer esto:

1. Use algo realmente muy frío para hacer el proyectil o llene un proyectil diseñado para entregar una carga química.

2. Use un proyectil de carga útil química para entregar dos reactivos que se mezclarán en el impacto para producir una reacción espontánea fuertemente endotérmica.

La primera opción es fácil si no quieres que el objetivo se congele (las pistolas de aire comprimido y las pistolas de casquete pueden disparar fácilmente proyectiles hechos de hielo, aunque es malo para el arma y obtienes un alcance efectivo horrible), pero se vuelve realmente difícil si quieres algo. daños claramente visibles por el frío. En la práctica, para que esto funcione, debe encontrar un muy buen aislante térmico que pueda romperse, desintegrarse o romperse con el impacto a pesar de la temperatura muy baja. En teoría, un aerogel con una porosidad muy baja podría funcionar como aislamiento, excepto que los aerogeles son increíblemente duraderos, por lo que es probable que sea muy difícil lograr que se deshaga con el impacto, e incluso con una porosidad increíblemente baja, parte de la sustancia enfriada se romperá. filtrarse. Aunque además,

La segunda opción es bastante difícil si quieres un efecto casi instantáneo. La mayoría de las reacciones endotérmicas fuertes no son espontáneas (tienes que seguir poniendo mucho calor para mantener la reacción), por lo que quedan descartadas de inmediato. De los que son espontáneos, los ejemplos más comunes involucran la disolución de varias sales en agua (las bolsas de hielo desechables generalmente funcionan de esta manera), siendo comunes varias sales de amoníaco (el nitrato de amonio y el cloruro de amonio son buenos ejemplos que puede probar fácilmente).

Ahora, si solo desea un efecto visible similar a la formación de hielo, eso debería ser algo fácil siempre que no le importe que el objetivo no reaccione como si estuviera congelado. Hay todo tipo de reacciones químicas que producirán cristales espontáneamente, solo necesitas una que produzca un precipitado blanco, que en realidad es increíblemente fácil (la mayoría de los compuestos químicos son blancos, negros o algún tono de gris). El nitrato de bario y el sulfato de sodio son un ejemplo fácil que le dará pequeños cristales blancos en polvo que luego se pegarán al objetivo debido a la humedad.

Haz la punta de flecha con nitrato de amonio.

La punta de flecha debe ser de unos 20 gramos por cada 0,1 L de congelación.

Esto significa que necesita 8000 g para todo el cuerpo, u 8 kg, que es una flecha realmente pesada, está buscando más una balista para disparar la flecha. Dicho esto, eso es si estás buscando la congelación de todo el cuerpo. Tener el punto perforado congelado causará un daño significativo. Por ejemplo, si golpea una parte no vital del torso, el hielo podría formarse muy rápidamente en algo vital, además de congelarse alrededor de la herida y causar una congelación grave. No es una mala táctica de combate si realmente odias a tus enemigos.

El nitrato de amonio tiene una reacción endotérmica extrema al entrar en contacto con el agua (de la que están compuestos principalmente los humanos). Eso significa que absorbe todo el calor. Esto es lo que usan en esas compresas frías que 'hacen estallar' y se enfrían instantáneamente.

No creo que se haya hecho algo así antes.

Para que una flecha provoque congelación en la piel de un objetivo, tendría que contener químicos que reaccionen en un tipo extremo de reacción endotérmica, o algún fluido que cristalice al reaccionar con la atmósfera. Esto hace que las flechas sean una mala elección como medio de entrega. Las flechas están hechas para la velocidad y la perforación. Necesitas una botella explosiva voladora.

Pero si realmente debe ser una flecha, porque un científico loco solo quiere construir un arma que pertenece a los cómics de superhéroes... Podrías probar con helio líquido.

El helio líquido es un superfluido. Dado que todo se trata de ser genial en lugar de ser efectivo, no lo aburriré con los detalles químicos y físicos finos. Este es un extracto de XKCD What if nº 50 :

(...) Pero el helio tiene truco. Cuando se enfría por debajo de unos dos grados Kelvin, se convierte en un superfluido, que tiene la extraña propiedad de que se arrastra hacia arriba y sobre las paredes de los contenedores por fuerzas capilares.

Se arrastra a unos 20 centímetros por segundo, por lo que el helio líquido tardaría menos de 30 segundos en comenzar a acumularse en el fondo de su bote.

Esto, como en el escenario del nitrógeno líquido, causaría una muerte rápida por hipotermia.

Necesitarías un carcaj enfriado a dos grados Kelvin por encima del cero absoluto (te dejaré descubrir cómo hacerlo). Y tendrías que disparar las flechas muy rápido. Pero si están cubiertos con helio líquido, cuando perforan a alguien, el helio líquido comenzará a arrastrarse por su piel.

He hecho algunos cálculos, porque sí. La piel de un adulto mide alrededor de ~1,5 a 2 metros cuadrados de ancho. Digamos 2 metros porque es un número redondo. El helio tiene una densidad de$\frac {1}{8}$de agua. Entonces, para cubrir el cuerpo de una persona grande con una película de medio milímetro de helio líquido que se arrastra, necesitarías:

Que pesa alrededor:

Su punta de flecha tendría un volumen de un litro (piense en una botella pequeña de Coca-Cola) y pesaría 125 gramos (aproximadamente un cuarto de libra).

Su configuración de arco y flecha se vería como una pistola Airow , solo que las flechas serían algo más grandes:

Y sí, esa es una flecha que lanza tinta usada en paintball. Porque algunas personas se preocupan más por verse increíbles que por ser efectivas.

Por supuesto, puede reducir la carga útil de la flecha si solo desea congelar una extremidad.

En realidad, ya existe un cuchillo con trucos similares (congelación de órganos internos). Se llama cuchillo de inyección WASP y funciona disparando 24 g de CO2 a su presa. En sus propias palabras:

"Esta arma inyecta una bola helada de gas comprimido, aproximadamente del tamaño de una pelota de baloncesto, a 800 psi casi al instante. Los efectos del gas comprimido no solo causan un inflado excesivo durante el ascenso cuando se usa bajo el agua, sino que también congela todos los tejidos y órganos que lo rodean. el punto de inyección en tierra o en el mar".

No estoy muy seguro de cómo transferir este efecto a disparar proyectiles, pero espero que tener al menos un trampolín del mundo real ayude.

Para congelar realmente el objetivo, el objetivo debe ser pequeño, porque la pérdida de temperatura se logra sobre la superficie, y la superficie se escala aproximadamente como el cuadrado del tamaño, mientras que la masa (o volumen) contiene la energía que debe dispersarse. para lograr escalas de temperaturas más bajas como el cubo de tamaño. Si A es el doble del tamaño ($*2$) de B, entonces A tendrá aproximadamente cuatro veces ($*2^2$) la superficie y ocho veces ($*2^3$) la masa. Por lo tanto, tendrá ocho veces la energía, pero tendrá solo cuatro veces los medios para perderla. ¿Congelar rápidamente un ratón? Fácil. ¿Congelar rápidamente a un humano? Muy duro. ¿Congelar rápidamente a un elefante? No.

Siguiente problema: las criaturas son en su mayoría agua, y el agua contiene casi la mayor cantidad de energía por grado de temperatura de cualquier sustancia. Así que si salpicas 1 litro de$0°C$alcohol en 1 litro de$10°C$agua, no se bebe en$5°C$, pero uno más cercano a$10°C$. Así que lo mejor sería rociar el objetivo en$-200°C$agua - problema allí: el hielo no se mezcla bien. Si golpeas el objetivo con un bloque de hielo súper frío, el hielo se derretirá en la superficie, pero el bloque completo no entrará en juego.

Siguiente problema: la energía térmica no sube y se va. Se toma su dulce tiempo, dependiendo del material: en cobre realmente puede fluir, mientras que en espuma de poliestireno solo gotea. Estas diferencias en la conducción son la razón por la que se usa cobre en los enfriadores de procesadores, mientras que la espuma de poliestireno se usa en el aislamiento. El agua no es un gran conductor de energía térmica, por lo que al lamer un tubo de metal congelado uno solo se atasca y la lengua no se congela: la energía se produce más rápido de lo que puede salir de la lengua.

Transfiere energía térmica por

• radiación (pero eso necesita un buen radiador (humano = malo) y una superficie enorme (punta de flecha = minúscula) y un gran diferencial de temperatura (no es bueno, porque los humanos están a unos 300 °C por encima del cero absoluto, por lo que esa es la diferencia máxima para enfriar Compare eso con la diferencia entre el metal brillante a 1800 ° K y un humano - calentamiento por radiación-> mucho más fácil)
• conducción (ver arriba)
• arrastrándolo pataleando y gritando, se llama convección . Necesita un material en movimiento para eso, idealmente uno con una buena relación energía térmica a masa (agua...), idealmente con un gran diferencial de temperatura, por lo que rociar el objetivo con agua casi congelada sería... correcto. (no tan rápido (si no quieres destruir el objetivo por corte de agua), pequeña diferencia de temperatura (solo$\approx 35°K$))

En realidad, puede generar o drenar una gran cantidad de energía en los cambios de fase (agua/hielo, agua/vapor), por lo que el aire líquido sería un drenaje de energía decente, pero simplemente no hay forma de sacar la energía del cuerpo humano lo suficientemente rápido. (y el volumen necesario de aire líquido afectaría el significado de "flecha")

Te das cuenta de que la respuesta vuelve mucho a la diferencia de temperatura, por lo que si tus criaturas fueran más de la persuasión de piedra líquida, se podría arreglar algo...

Pero deduzco que la pregunta se trata solo de la impresión de congelación, y propondré además que no es la impresión de la víctima (que sería más una pregunta sobre los compuestos psicoactivos) sino la impresión de los espectadores lo que se debe lograr. Si además tenemos una "víctima", es decir, un coconspirador informado como objetivo, podríamos llegar a alguna parte: rociar a la víctima con parafina cerca de su punto de cristalización de antemano, y luego disparar un proyectil de CO2 congelado en polvo - debería haber una agradable nube fría y algo cristalino blanco de buena fe que se forma en la superficie golpeada de la víctima, que de repente cederá el movimiento con las partes golpeadas. Podría engañar a alguien.

Si está dispuesto a renunciar a la cuestión de almacenar los productos químicos y asegurarse de que se mantenga frío, podría congelar áreas de la piel mediante el uso de nitrógeno líquido. Estoy imaginando uno de los siguientes.

1. use la punta de flecha de vidrio para contener el líquido y haga que se rompan al contacto rociando el nitrógeno líquido sobre el enemigo
2. use una punta de flecha de metal hueca que contenga el líquido y tenga una pequeña explosión al contacto que esparcirá el nitrógeno líquido sobre el enemigo.

Sin embargo, no estoy exactamente seguro de cómo va a mantener el nitrógeno líquido por debajo de -196C.

También se encontrará con el problema del efecto Leidenfrost , que podría hacer que el nitrógeno líquido se evapore cuando se expone a la piel de su objetivo. Si sus puntas de flecha fueran MUCHO más grandes para que más nitrógeno líquido pueda estar expuesto a la piel por más tiempo O si golpea a alguien en la ropa, el nitrógeno líquido podría permanecer un poco más para congelar la piel debajo.

No es exactamente el nivel SubZero de congelar a las personas, pero con la limitación de tamaño de las puntas de flecha. No es demasiado factible bajar la temperatura de algo súper rápido con muy poco tiempo de exposición.