Separar gases ligeros de pesados ​​sin química

No sin ningún medio adicional.

En la pregunta de química que mencionó, la respuesta seleccionada discutió la entropía como una de las razones por las que los gases no se separan en la atmósfera. Esto significa que, incluso en ausencia de turbulencia, los gases en la atmósfera permanecerían mezclados.

Sin embargo, puede usar medios no químicos para separar gases:

1. Gravedad. De hecho, diferentes gases se distribuyen de manera diferente en la atmósfera. Pero hay que subir unos kilómetros más para ver un aumento notable en la concentración de gases más ligeros. Puede poner su mezcla de gases en una centrífuga rápida, y en el centro de esta centrífuga el gas sería más rico en hidrógeno, helio y otros gases ligeros. Al repetir el proceso, puede obtener esos gases razonablemente limpios.

2. Temperatura. Diferentes gases tienen diferentes puntos de condensación. En el frío extremo, solo el hidrógeno y el helio permanecerán gaseosos. El metano, por otro lado, se condensaría a una temperatura más alta (-161C) que el aire (-194C).

3. Tamaño de la molécula. Con el filtro de membrana se pueden separar diferentes gases. Afortunadamente, las moléculas y los átomos de hidrógeno y helio son pequeños y deberían ser fáciles de separar.

¿Cómo obtienen gas de elevación las civilizaciones steampunk?

Lo que quieres es " gas de síntesis ". Es lo que necesitan todos los buenos muchachos con hambre de vuelo y aventura. ¿Cómo debo hacer este gas que preguntas? Bueno, ya que estás tan inclinado, entonces me inclino a decir:

[...] se hace pasando vapor sobre un combustible de carbono al rojo vivo como el coque:

No dejen que el hecho de que yo sea capaz de explicar la química los desanime, buenos compañeros, ya que es simple en su operación:

Ambos productos, el monóxido de carbono y el hidrógeno , flotan positivamente en el aire, no requieren un giro o enfriamiento complicado, solo se alimentan directamente a sus dirigibles.

Tiene la virtud de que se puede hacer con equipos limitados y primitivos o incluso improvisados ​​en cualquier lugar donde se encuentre agua y combustible (por ejemplo, carbón/madera/carbón), podrá despegar desde gran parte del mundo. con un poco de trabajo pero sin esfuerzo.

Ambos son un poco sensibles , por lo que "No fumar o llamas desnudas" en la vecindad sería una buena regla que sus sirvientes deberían cumplir.

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Para aquellos que necesitan saber, aquí está la química:

C + H ₂ O => CO + H ₂

_{La reacción es endotérmica, por lo que el combustible debe recalentarse continuamente para que la reacción continúe. Para ello, se introduce una corriente de aire, que alterna con la corriente de vapor, para que se produzca la combustión del carbón.}

_{Esto significa que habrá un porcentaje de nitrógeno presente, pero no lo suficiente como para preocuparse demasiado. Todos los apretones de manos y juramentos son definitivos, no hay responsabilidad por incendios o terceros, ¡no hay reembolsos!}

Sí, se puede hacer pero no es especialmente fácil.

Para una mezcla de gases en un campo gravitatorio hay dos tendencias opuestas: (1) Los gases ligeros tenderán a acumularse en la parte superior de un recipiente y los gases más pesados ​​en el fondo y (2) La entropía tenderá a mezclar los gases uniformemente.

No podemos controlar la entropía, pero podemos controlar la gravedad. Entonces, comience con un planeta gigante (Júpiter es mucho mejor separando gases que la Tierra) o use una centrífuga. Esto último puede ser más práctico en la mayoría de los casos, así que veamos eso.

Por ejemplo, aquí hay un artículo Separación de dióxido de carbono y metano en centrífugas continuas de gas a contracorriente que informa sobre cómo hacer exactamente eso. Es 100% física y 0% química y perfectamente efectivo. Están separando dióxido de carbono y metano, y la diferencia porcentual relativamente grande en la masa molecular ayuda, pero esta técnica se puede usar para separar cualquier par de gases.

En otro ejemplo que es la separación de isótopos de uranio utilizando centrífugas de gas. Aquí el uranio se convierte en gas convirtiéndolo en UF ₆ y basándose en la pequeña diferencia porcentual de masa entre el U ₂₃₅ y el U ₂₃₈ . Funciona lo suficientemente bien como para convertirse en un importante tema candente geopolítico.

Entonces, en resumen: sí. Los victorianos podían construir equipos que separaran los gases usando nada más que medios mecánicos.

A la cuestión de los baños, es aún más fácil. En este momento, en muchos lugares recolectamos metano razonablemente puro de la basura. Receta: tome montones de basura (los desechos del inodoro serían geniales), séllelos en un recipiente hermético (amontonamos una montaña de basura en una alfombra de goma y luego cubrimos todo con goma) y dejemos que las bacterias anaeróbicas hagan lo suyo. , liberando mucho metano en el proceso. El principal gas que se desprende del montón será el metano (el segundo más importante es el CO ₂ ) y si lo dejas escapar a través de una manguera, obtienes una mezcla combustible, aunque no muy ligera. Usando el método de separación discutido anteriormente, puede obtener metano bastante puro.