Uso de Energía Potencial Líquida

Entonces, en mi entorno, hay un cierto reino, que es capaz de producir un tipo especial de líquido, que aparentemente no es comprimible, sin embargo, en realidad se "carga" cuando se comprime, y cuando se expone a algún tipo de disparador, el el líquido se expandirá violentamente hacia afuera con el trabajo de la compresión "almacenada".

Dicho líquido funciona con magia, así que no hay necesidad de pensar demasiado en cómo funciona. ¿Qué tipo de implicaciones podría tener tal líquido en la economía general y la industrialización del reino?

Notas:

  • La Energía Potencial Líquida (EPE) tiene la misma densidad que el agua, de 1 g/ml
  • El LPE es completamente inerte químicamente y no reacciona a nada químicamente. Es decir, oxidación, ablandamiento, etc.
  • El LPE se encuentra naturalmente en piscinas en cavernas subterráneas y no es particularmente costoso de recolectar
  • LPE es transparente cuando está descargado y se vuelve completamente opaco cuando está completamente cargado.
  • LPE es capaz de almacenar hasta 10 kilojulios de trabajo por mililitro
  • Para descargar la energía en LPE, debe sacudirla con algo de electricidad, generalmente por arte de magia.
  • LPE se descarga completa y absolutamente, no se puede descargar a la mitad y descargará toda la energía de los cuerpos de conexión de LPEF cuando se active.
  • LPE se descarga expandiendo su volumen rápidamente, como una explosión.

EDITAR:

  • LPE solo se carga cuando se comprime activamente, la presión atmosférica estándar no es suficiente para iniciar el proceso de carga
  • El LPE es inicialmente de 10 kJ/ml, sin embargo, siéntase libre de plantear hipótesis si fuera más alto, ya que muchos señalaron que el diésel tiene una mayor densidad de energía.
  • LPE después de la descarga, vuelve a su estado claro sin carga y puede recargarse y descargarse fácilmente de forma infinita
  • LPE descarga 100% eficientemente en energía cinética que se expande hacia el exterior. Es visualmente similar a una explosión, menos la bola de fuego resultante.
  • El LPE, cuando se recoge por primera vez del subsuelo, ya está completamente cargado.
¿La presión del aire cuenta como compresión?
Según en.wikipedia.org/wiki/Energy_density , el petróleo tiene una densidad de energía de 32kJ/ml, que es el triple de la fuente de energía de flebotinio. A todos los efectos, sería inferior al petróleo, excepto en la facilidad de recolección y la reducción del impacto ambiental.
@MarchHo: La densidad de energía sería peor que la gasolina, pero mejor que las baterías recargables modernas si pudiera reutilizarse después de descargarlas.
Una vez dado de alta la LPE, ¿qué te queda? ¿Se puede reutilizar o reciclar?
no entiendo muy bien Dices que es incompresible, solo almacena energía cuando se activa y explota violentamente hacia afuera. Sin algo de compresión, no hay almacenamiento de energía (o expansión cuando se libera la presión). A menos que simplemente la esté tratando como una batería ideal, en cuyo caso, trátela como una batería ideal.
@Samuel Eso es inteligente, supongo que tendré que dar cuenta de eso
@NeilSlater Una vez descargado, queda exactamente lo que era antes de cargarlo y descargarlo
@GaryWalker En pocas palabras, sí, el LPE no es una fuente de energía en lo más mínimo, es simplemente una batería ideal con una eficiencia del 100 %.
De hecho, tengo problemas para imaginar cómo podría cargarse de manera práctica (es decir, cualquier cosa que no sea apretar directamente). Cualquier cosa con engranajes o movimiento adicional no se movería, por lo tanto, no se realiza ningún trabajo (por la física normal en cualquier caso), que es donde creo que se aplica el comentario de Gary. Pregunta 1) ¿Al colocar una roca pesada encima de un contenedor con este LPE dentro, se cargaría instantáneamente a su capacidad máxima? (Estoy seguro de que podría inventar algunas máquinas de movimiento perpetuo con ese truco).
Pregunta 2) ¿Está satisfecho con el escenario de carga visual/conceptual que es un molino de viento que no gira y aún carga el contenido como si lo estuviera, o para dar otro ejemplo, un caballo que se esfuerza para empujar una maquinaria que no se mueve, pero que aún contribuye a aumentar la carga? de energía almacenada?
Tenga en cuenta que los líquidos normales ya son incompresibles: la presión aumenta pero no se reducen de la misma manera que los gases (por ejemplo) cuando aumenta la presión.
Si libera su energía aumentando el volumen, ¿siempre terminas con más LPE cada vez que lo descargas?
@NeilSlater Me imaginaba que se cargaría llenándolo en un recipiente y luego comprimiéndolo como un pistón. En cuanto a las máquinas de movimiento perpetuo, funcionarían completamente bien, ya que pretendía que fueran baterías perfectas e ideales. Sin embargo, es una máquina de movimiento perpetuo en el sentido de que no es posible obtener energía de ella sin que disminuya su velocidad. Sí, una simple roca pesada encima de un pistón podría cargar esto.
@NeilSlater Eso parece una forma interesante de representar cómo funciona, puede parecer que no se mueve, pero se está cargando.
@ScottDowney Cuando una bomba explota, también se expande mucho en volumen, pero su masa generalmente no cambia, lo mismo con el LPE, se expandirá hacia afuera y estará por todas partes, pero de repente no tendrá más LPE de lo que comenzó con
@TimB Recuerdo ahora que la mayoría de los líquidos son incompresibles, es solo que quería aclararlo para el LPE, ya que sufre mucha presión para cargarlo.
"Sí, una simple roca pesada encima de un pistón podría cargar esto": si el resto del mundo usa la física del mundo real, la roca no ha perdido energía en este escenario, pero el LPE la ha ganado. De manera muy simple, puede colocar una roca pesada encima, cargarla, activarla y hacer estallar la roca cientos de pies, obteniendo energía potencial de la roca de forma gratuita. Eso es lo que te da el movimiento perpetuo. Una disposición cerrada de pistón pesado podría seguir funcionando con un fuerte empujón cada vez que se activa. Deberá aceptar el movimiento perpetuo o bloquear o rechazar esta solución con la mano como si no fuera práctica.
Parece que inventaste la gasolina aguada
@SerbanTanasa que bueno
@SerbanTanasa - La gran diferencia entre este LPE y la gasolina es que cuando se quema la gasolina desaparece. Cuando se activa el LPE, todavía está allí y se puede reutilizar. Como dijo Neil Slater, incluso podría hacer que sea un sistema cerrado y seguir comprimiendo y activando exactamente el mismo volumen de LPE una y otra vez indefinidamente.

Respuestas (3)

El LPE es un combustible portador de energía mejor que el hidrógeno comprimido, pero peor que el diésel.

Motores fríos La expansión del combustible es lo que impulsa tanto a los motores de vapor como a los motores de combustión interna. Como lo "encendes" con electricidad, se parece mucho a un motor de combustión con una bujía. La densidad de energía indicada de 10 kJ por mililitro equivale a 10 megajulios por litro, que es comparable a los 15 MJ/l del combustible de metanol , pero solo tiene una tercera parte de la densidad de energía del diésel. El hidrógeno comprimido es de aproximadamente 5 MJ/L. Lo especial de tu combustible mágico es que no dices que está produciendo calor.

Caro de producir El LPE es similar al combustible de hidrógeno en que no es una fuente de energía , sino un portador. La energía tiene que ser producida en otro lugar. Suponiendo que esté trabajando en un entorno medieval, en realidad no hay muchas fuentes de energía poderosas, por lo que su LPE no puede revolucionar la sociedad. Claro que puede adaptar molinos de viento y molinos de agua, pero no proporcionarán suficiente energía para alimentar, por ejemplo, un ejército de máquinas de asedio o una red de transporte de trenes.

Todo es mejor con un auge Descontando el transporte a gran escala, siempre se puede utilizar el LPE en lugar de dinamita y pólvora. La rápida "combustión" de LPE lo convierte en una buena opción en este sentido.

Bueno, esto es un poco decepcionante para mí, había puesto el listón en 10 kJ/ml y resultó ser muy bajo. Sin embargo, no puedo simplemente editar la pregunta para que sea más alta, sin embargo, pregunté si era más alta. Sea como fuere, me gusta la idea de que no produzca calor. Si no produce calor, ¿sería más efectivo que el combustible convencional?
Bueno, digamos un pistón, tenemos que la presión * volúmenes / temperatura se mantiene constante, por lo que si el LPE se enciende en una cámara cerrada y no puede expandirse, la temperatura aumentaría. Pero en un pistón como el que tenemos en un motor, creo que el LPE solo provoca un aumento de volumen e impulsa el pistón, por lo que podría ser más eficiente que el combustible común, donde se desperdicia mucho en calor. Los motores diésel tienen una eficiencia del 50%, por lo que quizás podamos duplicar la utilidad del LPE respecto a los combustibles convencionales.
Aún así, el principal "problema" con LPE no es la densidad, sino cómo se va a producir una gran cantidad de LPE cargado en un entorno medieval. Necesitas algún tipo de fuente de energía. ¿Por qué no estipular la compresión en esas cavernas subterráneas? El petróleo y el gas del mundo real están bajo una presión tremenda y el LPE podría filtrarse desde grandes profundidades donde ha sido precomprimido.
@grimmsdottir: Es difícil tener una intuición para las densidades de energía. En una respuesta en scifi stackexchange, mostré que el condensador de flujo de viaje en el tiempo en la película "regreso al futuro" gasta solo un galón de combustible diesel por cada viaje a través del tiempo. scifi.stackexchange.com/questions/14812/…
Huh, había olvidado que el petróleo y los gases de la vida real se crearon bajo grandes presiones. Creo que modificaré mi pregunta para que la mayoría de los LPE reunidos ya estén completamente cargados por las grandes presiones subterráneas.

Sin combustibles fósiles
Así que esto podría funcionar como una forma de impulsar un motor que sería casi indistinguible de una máquina de movimiento perpetuo. Estoy imaginando un motor con pistones, pero en lugar de aerosolizar el combustible, los pistones simplemente comprimirían un juego de LPE. Se aplica una chispa, el LPE se expande violentamente, lo que impulsa el pistón y comprime otro conjunto de pistones y gira un eje al mismo tiempo. No sé si tu densidad de energía es lo suficientemente alta, pero podría ajustarse un poco si fuera necesario. Dado que es mágico, podría expandirse con suficiente fuerza para comprimir el siguiente conjunto, mientras tiene suficiente para mover el cigüeñal.
Para una chispa podrías usar un elemento pizo eléctrico.
Salvo el desgaste de los pistones/juntas/eje, el motor podría funcionar constantemente sin ninguna fuente de combustible. Esto también significa que los motores pueden ser muy, muy pequeños o bastante grandes, según la necesidad. Esto tendría un efecto bastante grande en la industria y la economía.

-1. Usted claramente no entiende el significado de los medios de "máquina de movimiento perpetuo". Perpetuo significa "para siempre" y no "hasta que me quede sin gasolina".
@Aron: acabo de notar tu comentario sin sentido aquí. AndyD273 no describe el uso de ningún consumible. Es posible que este diseño no funcione (debido al tiempo de carga), pero si lo hiciera, satisfaría las definiciones normales de exceso de unidad sin consumir nada para una máquina de movimiento perpetuo.
@Aron También dije " casi indistinguible de una máquina de movimiento perpetuo". Obviamente para siempre es imposible. Las cosas se desgastan. Entonces, lo más cercano que puede obtener es una máquina que necesita una entrada mínima de materiales y poca o ninguna energía externa. Si quieres ponerte realmente anal al respecto, puedes afirmar que usa magia como combustible y decir que eso lo descalifica. El punto real que se perdió es que sería un motor que sería mucho más sostenible que nuestra tecnología basada en combustibles fósiles. En serio, si quieres jugar a los sabelotodos, al menos trata de entender todo, no solo la primera línea.

Esto solo funciona si no tienes física newtoniana.

Energy (Work) = Force x Distance

Su líquido no se mueve, por lo que no importa cuánta fuerza aplique, no entra energía en él.

Dado que la física newtoniana está fuera de la ventana, puede construir una máquina de energía perpetua. Consigue un pilar de metal masivo, tan alto como puedas soportar. Ponga su líquido debajo de él, deje que el metal descanse sobre él por un tiempo; se carga. Luego, transfiera el pilar a los puntales de soporte y vierta el líquido. No ha movido prácticamente nada (tal vez unos pocos milímetros), pero ahora tiene líquido cargado. Tome un poco del líquido para "quemarlo" para empujar el pilar de metal sobre los puntales la próxima vez, y el resto es energía libre. Si utiliza un sistema de puntal basado en bisagras/gravedad, simplemente levantar el pilar hacia arriba y hacia abajo debería ser casi gratuito.

Repita, una y otra y otra vez. ¡¡Guau!!

Sí... porque mover un pilar enorme es fácil...
@Aron: no estoy seguro de si se supone que eso es gracioso o no, pero sí, mover un pilar enorme aproximadamente un cm es fácil. Las máquinas para hincar pilotes lo hacen de manera rutinaria. Es un ejercicio simple de mecánica con muchas soluciones (por ejemplo, palancas largas funcionarían bien en esta aplicación).
mi punto es que se necesita una gran cantidad de energía para mover el pilar. A menos que esa energía sea MENOR que la energía que puedes extraer del aceite mágico DESPUÉS, NO tienes un dispositivo de exceso de unidad. No es difícil hacer las reglas de tal manera que este sea el caso...
@Aron - Estás equivocado. Necesita agregar una gran cantidad de energía potencial a la barra que puede provenir de la energía potencial de algún otro peso . (Consulte el contrapeso en los ascensores, por ejemplo). Solo tiene que lidiar con las pérdidas por fricción, que pueden ser casi arbitrariamente pequeñas. El LPE sería inútil como combustible si almacenara menos que eso.
Luego, el contrapeso levanta la varilla, en cuyo caso la varilla no ejerce fuerza sobre el LPE. PD Estás discutiendo con un Máster en Física.
@Aron: estás discutiendo con alguien que realizó una investigación posdoctoral en biofísica, pero ¿qué importa? A la realidad no le importa qué grados tengamos. No importa si colocamos una columna de líquido incompresible debajo de un peso contrapesado y luego separamos el contrapeso. Luego, la fuerza "toda" (toda excepto la fricción) se transmitirá a través de la columna de líquido. Todavía necesita mover las cosas verticalmente un poco para superar la compresión en el lado de carga, pero eso es todo.
La acción de separar el contrapeso requeriría energía, O VOLVER A CONECTAR requeriría energía.
@Aron: suficiente energía para superar las fuerzas de fricción (y levantar lo suficiente para superar la compresión en el mecanismo de fijación). Estos son pequeños en comparación con la cantidad de energía en un fluido que se carga hasta una densidad de energía de 10 kJ/mL.
¿Y cargaría completamente el fluido? Bajo la física newtoniana, ese no sería el caso. Por supuesto que se da que "incompresible" es lo mismo que la palabra "incompresible" cuando describimos el agua...
@Aron: el punto central de este fluido hipotético es que no es newtoniano (no en el sentido normal de un fluido newtoniano: no obedece la relación entre trabajo y fuerza).
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