Mi mundo sufre de una abundancia de un tipo particular de energía. Esta energía puede ser absorbida y utilizada de forma segura por las células vivas, lo que permite, por ejemplo, el vuelo de un dragón y el aliento ardiente o la capacidad de un ser humano para manipular su entorno a través de la "magia".
Sin embargo, esta energía también amplifica los efectos de la electricidad, como los rayos o los circuitos informáticos. En el último caso, los componentes no blindados tienden a fallar espectacularmente en poco tiempo.
Para equilibrar esta energía adicional, he determinado que el hierro puede absorber cantidades inmensas, lo que hace que el metal se caliente. Cuanto más absorbe, más se calienta. La energía bruta perturbadora se convierte de forma segura en energía térmica.
Cuando los humanos llegaron por primera vez a este mundo en una nave espacial, trajeron consigo tecnología avanzada basada en la electricidad. Estos dispositivos se adaptaron rápidamente al entorno del nuevo mundo y los humanos comenzaron a terraformar el mundo.
Las especies indígenas voladoras y escupefuegos del planeta no se tomaron muy bien esto y se unieron para acabar con la amenaza tecnológica a su mundo. Una sola IA logró escapar del ataque excavando un túnel bajo tierra, donde ha permanecido durante varios miles de años formulando un plan de venganza.
La IA ha ideado un plan para acabar con el reinado de la energía bruta, pero necesita poder actuar en la superficie. Para ello, ha decidido construir máquinas semiautónomas para seguir adelante y cumplir sus órdenes. Estas máquinas, por supuesto, deben protegerse de la energía bruta, por lo que se construirán utilizando grandes cantidades de hierro (para absorber la energía dañina) y cobre (para redistribuir el calor del hierro en un disipador de calor).
Desafortunadamente, esto significa que las máquinas tienen este disipador de calor gigante que ocupa espacio y eso es ineficiente.
¿Se pueden diseñar las máquinas de tal manera que reutilicen la energía almacenada en su disipador de calor, otorgándoles un aliento de fuego similar al de los dragones con los que van a luchar, o los disipadores de calor son un viaje de ida para ¿energía?
Acerca de las etiquetas: tenía en mente diseñar estas máquinas para imitar diseños de animales reales. Esta historia en particular estuvo fuertemente influenciada por jugar a Horizon: Zero Dawn . La etiqueta de diseño de criatura pretende reflejar este concepto.
Para almacenar la energía, lo que necesita son baterías de sal (no simplemente disipadores de calor de hierro).
Esta es una tecnología que estamos viendo hoy en términos de reactores de sal fundida y energía solar térmica.
La energía térmica puede funcionar de manera muy similar a la inercia. La idea es que el exceso de calor de un reactor se utilice para mantener una sal eutéctica en estado fundido. La gran masa de la sal fundida hace que sea muy difícil que se enfríe rápidamente, por lo que actúa como un sumidero de almacenamiento para el exceso de energía. Las propiedades eutécticas de la sal también significan que no quiere ceder el calor muy fácilmente una vez que lo recibe, ya que una sal eutéctica debe congelarse "toda a la vez" en lugar de en partes como el agua.
Así que un buen material para tu batería debe tener dos propiedades:
Ahora, para usar esta energía, debes tener un gradiente térmico. Cuanto más fuerte sea el gradiente, más eficientemente podrá extraer trabajo.
Si está tratando de minimizar el tamaño y la cantidad de piezas móviles de sus robots, una solución termoeléctrica es su mejor opción. Básicamente, estos son enfriadores peltier que funcionan a la inversa: tienen silicio dopado de tipo P y N intercalado de tal manera que la diferencia térmica entre cada lado del silicio obliga a los electrones a fluir entre ellos, creando un diferencial de carga. El diferencial de carga es lo que hace que la corriente fluya en un cable, por lo que acaba de crear electricidad. Desafortunadamente, la generación termoeléctrica tiende a ser poco eficiente.
Si está tratando de maximizar la cantidad de trabajo que puede obtener de este calor, necesita un ciclo termodinámico. Los motores Stirling están bien para esto, y van a ser más eficientes que la generación termoeléctrica, pero para obtener la máxima eficiencia querrá un ciclo Brayton.
En un ciclo Brayton, usa el calor para calentar un fluido de trabajo comprimible. Este fluido luego hace girar una turbina, generando electricidad, pero parte de la energía se usa para volver a comprimir el fluido de trabajo antes de enviarlo de regreso para que se recaliente. Comprimir un fluido aumenta su temperatura según la ley de los gases ideales, por lo que está recuperando parte de su calor residual para hacer las cosas más eficientes. Esto hace que el ciclo Brayton sea uno de los ciclos térmicos más eficientes, acercándose al 45 % de eficiencia (a diferencia del 30 % de eficiencia del ciclo Rankine más simple, o del 15-30 % de eficiencia del ciclo Stirling).
¿El inconveniente? El ciclo Brayton es mucho más complejo y requiere una turbina especializada y dos intercambiadores de calor separados. Esto significaría que probablemente querrá reservar los ciclos Brayton para sus robots más grandes, tal vez usando ciclos termoeléctricos y Stirling para máquinas más pequeñas.
Una vez que tenga un medio para almacenar (a través de baterías de sal) y convertir (a través de motores térmicos o silicio termoeléctrico) el calor, puede hacer prácticamente cualquier cosa que desee con él. Conviértalo en electricidad para ataques de relámpagos, utilícelo para calentar aire para ataques de aliento de calor, conviértalo en trabajo mecánico para mover sus robots y blandir grandes martillos para aplastar a todos los humanos, etc.
Lo que debe recordar es que debe mantener un gradiente de calor lo más grande posible para ser eficiente, y que todos los motores térmicos generan algo de calor residual, que debe tratarse. Su batería es una batería, y no una fuente de calor, por lo que sin más aportes a su batería, eventualmente se enfriará demasiado para poder realizar un trabajo útil.
Un tanque de agua es un excelente disipador de calor. El calor de vaporización del agua es enorme, varias veces lo que se necesita para calentar el agua desde apenas descongelada hasta casi hervir, lo cual en sí mismo es mucho (el agua tiene una de las capacidades de calor específico más altas de cualquier sustancia simple). Aún mejor, un pequeño tanque de agua es renovable, simplemente "bebiendo".
Sus máquinas autónomas solo necesitan tomar agua periódicamente, dejar que el vapor se vaya y continuar con su trabajo. Incluso podrían usar el vapor para generar energía que pueden usar para funcionar.
Las fuentes de calor pueden producir electricidad de diferentes maneras.
Sin embargo, si cambia las leyes naturales mediante la introducción de esta nueva energía, todas las apuestas están canceladas y la base científica realmente no se aplica. la física tal como la conocemos podría dejar puertas para paradigmas no descubiertos, pero una nueva "forma de energía" tendría que explicar cómo encaja en el espectro EM, o por qué no.
La termodinámica nos dice que para generar trabajo necesitamos tener dos termostatos a diferentes temperaturas, y que el rendimiento ideal de esa conversión será .
Por lo tanto, mientras su energía esté almacenada en , con siendo la temperatura ambiental, puede producir trabajo utilizando la diferencia de temperatura. Sin embargo, la diferencia de temperatura tiene que ser grande para obtener un rendimiento decente.
Como ejemplo, si el termostato a alta temperatura está por encima del punto de ebullición del agua, puede producir vapor y con ese vapor alimentar una turbina, que a su vez puede conectarse a un generador para producir electricidad. Usarías el entorno para cerrar el ciclo. Así es precisamente como se utiliza la energía geotérmica: el manto de la Tierra actúa como almacenamiento de calor a alta temperatura, y el agua se convierte en vapor cuando entra en contacto con su calor.
Mecanismo de Absorción de Energía + movimiento constante
Esta es una idea tonta, pero bueno, vale la pena intentarlo. La idea es que estas máquinas deben tener algo de energía inicial almacenada dentro de ellas para permitirles realizar ciertas tareas según lo indique la IA. Obviamente, los dragones y demás tratarán de luchar contra ellos, por lo que en lugar de contener esta energía dentro de un disipador de calor masivo, simplemente use la energía como combustible absorbiéndola usando tecnología para absorber la energía cinética y térmica de la llamada 'prima'. energía' que mencionaste que usan los dragones. Por supuesto, asumo que la 'energía bruta' que describiste tiene estas propiedades.
Ya mencionó que el hierro y el cobre se usarán para canalizar esta energía hacia el disipador de calor, pero ¿por qué no cambiar las tornas? ¿Por qué no usar la energía bruta para alimentar su tecnología eléctrica? Sabemos que la energía en todas sus formas se puede transformar en un tipo diferente de energía (GPE a KE, térmica a KE, química a KE, etc.), por lo que quizás su IA esté lo suficientemente avanzada como para descubrir cómo usar la energía en bruto, o RE, en energía térmica o cinética!
Ahora bien, esto significa que todavía es posible destruir una de estas máquinas sobrecargándola con energía. En este caso, para mitigar este problema, podemos asegurarnos de que esta máquina trabaje más y use más energía, y tal vez convertir la energía almacenada en explosiones de energía sin procesar (si eso funciona con los dragones). Literalmente, combatir el fuego con fuego.
Podemos complicar esto aún más haciendo que los robots más operativos/técnicos (como los que reinician la terraformación o lo que sea) tengan disipadores de calor altos, mientras que los robots de combate los tengan bajos, ya que estarán más equipados para contraatacar de todos modos. Si quedan con un exceso de energía, se puede pasar a los robots operativos.
Editar: mencioné materiales piezoeléctricos, me equivoqué. En este pdf , podemos ver un trabajo de investigación exhaustivo realizado sobre cómo se puede derivar la energía de una batería mediante el uso de energía mecánica derivada de componentes piezoeléctricos dentro y alrededor de la batería, haciendo que la batería se cargue por sí misma. Eso probablemente exacerbaría su problema, ya que su problema tiene que ver con deshacerse del exceso de energía, no con producir más. La razón por la que mantuve mi respuesta genérica fue porque no sabía qué era la energía en bruto (todavía no lo sé técnicamente) tal como existe en el universo que construiste. Más información sobre RE y sus limitaciones sería útil.
Sin embargo, esta energía también amplifica los efectos de la electricidad, como los rayos o los circuitos informáticos. En el último caso, los componentes no blindados tienden a fallar espectacularmente en poco tiempo.
Esta es una noticia maravillosa. Ahora, por cada vatio de energía utilizado, muchos más vatios de energía están disponibles.
En todo caso, el problema aquí es que su electrónica sería demasiado efectiva. Por lo tanto, su IA debería construir sus drones autónomos asumiendo que pueden producir una fracción de su potencia normal. Este campo de energía compensará el déficit.
Como resultado, la IA puede usar un modelo de plantilla estándar, pero usar componentes más débiles y obtener el mismo resultado. Estas nuevas versiones serán más ligeras y eficientes.
La IA podría incluso usar un gran trozo de hierro como medio para generar energía, similar a cómo los generadores de termoisótopos de radio alimentan los satélites usando el calor del plutonio y otros materiales radiactivos en descomposición.
Entonces, el TLDR, esto no es un problema, sino una gran ventaja.
Sin embargo, si esta ventaja no es de su agrado, la IA podría usar cobre y aluminio en su lugar, y evitar el hierro en la mayoría de los componentes. Hay muchos materiales ferrosos y conductores que no son de hierro. Algunos de nuestros productos electrónicos más avanzados se basan en silicio, cobre, nitruro de galio y varios elementos raros, el hierro no es necesario.
Fuegoescarchado
L. holandés
keith morrison