¿Las esclusas de aire en el espacio se descomprimen violentamente como lo hacen en las películas?

La escena estándar sigue: los buenos finalmente han capturado a los enemigos y los tienen en una cámara hermética en una nave espacial. Se presiona un botón y salen, impulsados ​​violentamente por la ráfaga de aire que se mueve de una zona presurizada a una zona de mucha menos presión (espacio).

Aquí está mi pregunta: si las personas no se descomprimen de inmediato , ¿por qué las esclusas de aire hacen esto en las películas? Si el aire se mueve debido a la expansión para reducir la presión, ¿por qué el cuerpo humano no haría lo mismo?

Recuerde que el cuerpo humano no es gaseoso. ;-)
Para la esclusa de aire, depende de qué tan repentinamente se libere el aire. Las personas consisten en mucho músculo, grasa, huesos, etc. más plasma líquido en tubos bastante fuertes, más aire en los pulmones. Si no tratan de contener la respiración, no hay mucho que descomprimir.
@Wouter Gas se expande en el espacio porque las moléculas rebotan entre sí, ¿verdad? ¿Cómo sería eso diferente de un sólido? ¿Es solo porque el gas no está bien unido (para que pueda moverse más libremente)?
Los átomos en un sólido están unidos entre sí, de modo que necesitan energía para separarse. Los átomos en un gas son libres de rebotar, y lo hacen.
Los átomos en los sólidos están unidos y dado que su cuerpo es una capa sólida hasta cierto punto, puede soportar gradientes de presión por un tiempo. En un gas, los átomos son libres de moverse (y bastante rápido a temperaturas lo suficientemente altas). Emilio hace una objeción válida a la parte de "volar violentamente a la gente": las moléculas de aire pueden expandirse a gran velocidad, pero uno podría preguntarse si tienen suficiente impulso para volar a la gente de esa manera. Por supuesto, si primero agregara más aire a la cámara de la esclusa de aire y luego pudiera hacer que se abriera repentinamente, probablemente podría replicar los resultados.

Respuestas (2)

Las personas no se comprimen inmediatamente porque el cuerpo es más o menos un recipiente a presión. No es un recipiente a presión muy bueno para manejar el vacío, pero es algo. Es la resistencia de su cuerpo a la presión lo que le permite hacer cosas como rociar fluidos corporales (de su boca, de su vejiga o de sus arterias). Cuando mi esposa estaba de parto con mi hijo, uno de los sensores que la monitoreaban reportó la presión interna durante sus contracciones en pascales (aunque tendrás que buscar a un obstetra para que te diga cuál es la presión de una contracción uterina típica, porque yo estaba mayormente prestando atención a otras cosas en ese momento).

Los gases no tienen esta constricción. El nitrógeno y el oxígeno a temperatura ambiente tienen velocidades moleculares medias siguiendo

1 2 metro v 2 = 3 2 k T v C = 3 k T metro C 2 ≈ 3 ⋅ 25 metro mi V 30 GRAMO mi V v ≈ 1.5 × 10 − 6 C ≈ 450 metro / s ≈ 1000 metro pags h
Cuando despresuriza un volumen de gas a temperatura ambiente, esta es la velocidad promedio del gas que se mueve hacia el vacío. Si despresuriza una esclusa de aire dejando que el aire fluya a través de un conducto de 2 m 2 puerta, tienes mucho impulso para llevar las cosas contigo.

Emilio Pisanty da un buen ejemplo en un comentario: si su esclusa de aire es del tamaño de un baño (~ 20 m 3 ) y se despresuriza rápidamente, de modo que todo el aire "de repente" se aleja de la puerta a una velocidad térmica, el impulso del aire es comparable al impulso de un automóvil. Tienes una buena intuición de lo que es ser atropellado por un coche (pista: apesta, incluso a baja velocidad); ser arrojado por la puerta de la esclusa de aire es un resultado totalmente plausible, pero no una certeza. Tenga en cuenta, si comienza a calcular cosas, que la energía cinética disponible, pags 2 / 2 metro , sube mucho si tomas el impulso de un choque automovilístico y lo pones en unos cuantos kilogramos de aire.

Tenga en cuenta que en una esclusa de aire real, cambiaría la presión lentamente . Si estuviera en una nave espacial donde el aire fuera un recurso precioso, probablemente incluso bombearía el aire desde la esclusa de aire hacia la nave espacial en lugar de tirarlo.

Mmm. Es una comparación difícil de hacer, pero el aire en STP tiene alrededor de un kilogramo por metro cúbico, por lo que solo tendría unos pocos kilogramos del material, y solo una pequeña fracción de este realmente impartirá impulso a las cosas y/o personas atrapadas en el flujo. Va bastante rápido, pero si hay , digamos, 20 kg de aire, entonces el impulso total será algo así como un automóvil de 1 tonelada que va a 20 mph = 30 kph, que es una cantidad de impulso grande pero no enorme. Enviar a alguien volando a esa velocidad requiere aproximadamente el 10%, lo que es una transferencia mayor de lo que esperaría de una carrera de aire.
Entonces, si lo entiendo bien, en pocas palabras, ¿quiere decir que son arrastrados por la inmensa fuerza que proviene del aire que se difunde, antes de que las 'fugas' de presión en el cuerpo humano tengan algún efecto?
@New_new_novato Sí. El tiempo que tarda todo el aire en salir de la esclusa será comparable al tiempo que tarda una molécula de aire en atravesar la esclusa, mucho menos de un segundo; aparentemente se necesitan decenas de segundos para que los cambios de presión afecten realmente al cuerpo.

Entonces, ¿por qué las esclusas de aire hacen esto en las películas?

Buena pregunta. ¿Por qué los vehículos espaciales tienen alas en las películas? ¿Por qué los productores tienen todo tipo de tonterías no físicas en las películas de ciencia ficción?

La respuesta a estas preguntas es simple: porque crean efectos especiales geniales. No tomes nada de lo que ves en una mala película de ciencia ficción como real.

Las esclusas de aire reales actualmente funcionan muy lentamente. Se bombea la mayor cantidad de aire posible a un depósito antes de que se abra la esclusa exterior. Presumiblemente, el aire seguirá siendo un recurso precioso cuando/si los viajes espaciales se vuelven comunes. ¿Por qué desperdiciar ese recurso?

La diferencia de presión entre el interior y el exterior puede cerrar la puerta de la bahía de cápsulas, impidiendo que la puerta se abra hasta que se elimine al menos parte del gas de la esclusa de aire.

Esto elude la pregunta de qué sucedería si de repente desbloquearas una esclusa de aire de una nave espacial, que creo que es la parte clave del OP.
Excepto que no puedes . La pregunta del OP fue el equivalente de ingeniería aeroespacial de una pregunta del tipo "¿Qué dicen las leyes de la física que sucederá si las leyes de la física son incorrectas?"
En absoluto lo que dije. Pregunté por qué el aire se precipita en las esclusas de aire en las películas . Nunca pregunté sobre un escenario con respecto a cómo podría hacer que el aire saliera de una esclusa de aire a velocidades locas o cualquier tontería que sugiriera que estaba preguntando sobre una situación hipócrita.
En cuanto a "¿entonces por qué las esclusas de aire hacen esto en las películas?" No estaba preguntando cuál era el propósito, estaba buscando la confirmación de que no es realista.
La mayoría de los vehículos espaciales en las películas también operan dentro de la atmósfera, por lo que las alas no son tan ridículas. (Bueno, aparte del hecho de que la aerodinámica de muchos de estos vehículos es terrible).
¿Las esclusas de aire en el espacio se descomprimen violentamente como lo hacen en las películas?
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