Viabilidad de una pistola endotérmica

La liberación de gas altamente presurizado normalmente produce enfriamiento (hay excepciones, por ejemplo, helio). La expansión da como resultado una pérdida de energía que enfría efectivamente el gas.

Un ejemplo de esto se llama literalmente aerosol congelado (utilizado para hacer que los desechos animales sean más sólidos, entre otras cosas). Estos suelen utilizar alguna forma de gas de fluorocarbono.

Entonces, si pudiera comprimir un gas lo suficiente y usar la liberación de presión para impulsar su proyectil, terminaría con vapor frío saliendo de la cámara después de cada disparo.

La pérdida de presión después de cada disparo puede resultar en rendimientos decrecientes en términos de energía cinética, a menos que cada disparo esté respaldado con su propio recipiente presurizado (que se dijo que estaba fuera del alcance de la pregunta).

Los rifles de aire comprimido pueden ser mortales. El rifle de aire Girandoni fue utilizado por el ejército austriaco desde 1780.

Entonces, con el gas correcto bajo la presión correcta, debería terminar con una reacción endotérmica como parte del proceso de cocción.

El problema es que la mayor presión que esto podría producir es la presión atmosférica.

Imaginemos su pistola de aire comprimido endotérmica. Tiene una reacción endotérmica increíble (aquí no especificada) que convierte el aire en su cámara de vacío en líquido. Supongamos que después de la reacción, esta cámara fría contiene un vacío perfecto, por lo que la presión atmosférica externa la presiona desde el exterior contra el resorte. Cuando aprietas el gatillo y abres la cámara, el aire ambiental a presión atmosférica se precipitará hacia el vacío. cámara. Ya no se aprieta hacia abajo externamente, el resorte se desenrollará, haciendo que la cámara vuelva a su tamaño completo y propulsando el BB hacia afuera.

La presión atmosférica es de 15 psi. Una pistola de aire comprimido que funciona con un cartucho de CO2 tiene 900 psi. Dispararás tu BB. No irá muy lejos.

Ralphie: ten cuidado con la pistola de aire comprimido endotérmica. ¡Aún podrías sacarte el ojo!

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pensando más, tal vez podría tener una cámara de vacío muy grande y engranajes como una bicicleta. Aumentaría el trabajo realizado por ese volumen de atmósfera que se precipita y mueve un pistón grande para mover un pistón muy pequeño hacia adelante mucho más rápido. Esto se convierte en un motor de vacío de un solo golpe que es legítimo. Los engranajes estarían en el exterior. ¡No dejes que tu puño se enganche en ellos!

Ya existe, se llama Air Rifle .

Realmente cualquier pistola de gas comprimido funciona. Cuando se enciende, el gas de descompresión reduce drásticamente la temperatura. Llenar el depósito es muy exotérmico y se disipa con bastante rapidez hasta que alcanza la temperatura ambiente, es posible que ni siquiera se haga en el arma, lo que significa que cuando el arma se dispara, termina muy fría. Existen rifles de aire de caza, por lo que la letalidad no es un problema. Aún mejor, la tecnología existe desde hace casi cien años.

La rápida caída de la temperatura incluso le da un agradable efecto de humo debido a la condensación.

Aquí hay un rifle de aire de caza moderno.

Voy a ir con una ballesta bimetálica. La culata de la ballesta contiene un recipiente de vacío lleno de nitrógeno líquido con una válvula que inyectará el líquido en varios tubos pequeños en los brazos del arco cuando se aprieta un gatillo secundario.

Para cargar, mientras está caliente, la ballesta tiene la cuerda del arco tirada hacia atrás y un perno cargado como de costumbre. Cuando está listo para disparar, se aprieta el gatillo secundario inundando los brazos del arco con LN2 reduciendo drásticamente su temperatura y debido a las interacciones entre los dos metales aumenta drásticamente la tensión a medida que los brazos del arco intentan doblarse hacia adelante aumentando la fuerza de lanzamiento de la ballesta.

Después de disparar, las pequeñas aletas en los brazos de proa los ayudan a calentarse para reducir el peso de tracción, lo que ayuda a recargar, mientras que un respiradero descarga los gases N2 en expansión de los brazos.

Ya que te quitaste la ciencia dura, daré dos opciones.

1. Una bomba de calor de micromáquina supereficiente extrae el calor del aire ambiente y lo bombea a una cámara de gas, que se utiliza para propulsar el proyectil del arma. Mientras funciona, el intercambiador de calor en el exterior podría congelarse. El hielo reduce la eficiencia, por lo que parte del uso del arma es descongelar ocasionalmente las bobinas.

2. Un cañón de riel con imanes superconductores puede necesitar un elaborado sistema de enfriamiento para mantener las bobinas superconductoras por debajo de la temperatura crítica. Este sistema de refrigeración incluirá un intercambiador de calor, que será caliente, e imanes superconductores que serán fríos. Inventa una razón para tener un aislamiento deficiente en tus imanes y el sistema menos eficiente resultante tendrá escarcha/hielo en el exterior.

Puede que esté pasando por alto algo en las restricciones, ya que esta respuesta aún no se ha dado, pero ¿por qué no simplemente combinar una pistola de agua (de alta tecnología, aislada y con un exceso de ingeniería) con un tanque de nitrógeno líquido? (una especie de lanzallamas)

De todos modos, el gas licuado tiende a mantenerse a alta presión: una pequeña cantidad de nitrógeno líquido se desvía a la cámara de cocción y se aplica presión adicional de modo que cuando se abre la abertura frontal, el "disparo" sale disparado, como un pez arquero , y congela el objetivo

Luego, la cámara se enjuaga y se reinicia para la siguiente ronda: cualquier exceso de nitrógeno líquido que se evapore haría que el barril se vaporice.

Para mayor diversión, reemplace el nitrógeno líquido con oxígeno líquido y agregue un láser IR pulsado para encender el objetivo rico en oxígeno: primero lo pone en hielo y luego lo prende fuego. Lo llamaremos "Freezer Burn"

ok, tengamos una cámara de gas, con la bala al final (opuesto a las armas convencionales). Endohandwaving instantáneamente congela el gas en la cámara a un líquido, tirando de la bala de vuelta a la cámara. Esta es la pistola "amartillada" y dejarla amartillada por mucho tiempo comenzará a mostrar que se forma hielo/escarcha en la pistola. En el gatillo, la endomanualidad se detiene y el líquido vuelve rápidamente a la forma de gas a alta velocidad, empujando la bala hacia afuera.

Es una especie de rifle de aire elegante, pero comprime el gas en un líquido frío dentro de la cámara, en lugar de tener un recipiente separado de gas comprimido.

Dean Ing, en Wild Country , escribió sobre un "enfriador". Era un arma de corto alcance que, entre otras cosas, incluía una ampolla de "gas frío" en cada cartucho, que se usaba (mezclando el supresor) para apagar el gas en polvo del cartucho convencional (y también para bloquear el pistola en el dedo del gatillo de un usuario no autorizado).

En la práctica, el cartucho que podría hacer esto tendría que usar un refrigerante (R-134, por ejemplo, aunque tenga una presión demasiado baja), tener una ampolla de gas frío más grande que un cartucho convencional y llevar el gas a una presión extrema ( para competir con la presión en la boca durante el disparo). Sin embargo, para el factor genial de agitar las manos, funcionó bastante bien.

Comencemos primero con la parte del vacío.

La única forma de usar el vacío para impulsar un proyectil es generar el vacío frente al proyectil y dejar que la presión atmosférica lo empuje, acelerándolo. Más o menos lo que hacemos cuando usamos una pajita para beber de un vaso.

El problema con este enfoque es que la brecha de presión entre el vacío y la atmósfera es de apenas 1 bar, que en comparación con la presión instantánea generada por un proyectil convencional es realmente baja.

Además de eso, necesitaría un mecanismo realmente preciso para sellar el cañón y abrirlo justo cuando el proyectil está cerca de su extremo, de lo contrario, la onda de presión del aire que ingresa reduciría su velocidad.

Ya ves que este enfoque es ineficiente y complicado, pero en principio posible.