¿Cómo aumentar la densidad del aire en un planeta?

La pregunta es sobre qué cambios deberían hacerse en un planeta similar a la Tierra, para aumentar la densidad del aire y, por lo tanto, hacer que los gases de elevación sean más efectivos. Si eso es científicamente posible, eso es.

Ejemplos de levantamiento de gases con capacidad a nivel tierra -mar:

  • Helio con una capacidad de elevación de aprox. 1,1145 kg por m3
  • Hidrógeno con una capacidad de elevación de aprox. 1.203kg por m3

Apéndice:

Similar a la Tierra significa que los cambios extremos en el clima y/o la composición del planeta están fuera del alcance, ya que presumiblemente harían imposible la existencia de la mayor parte de la flora y fauna de la Tierra . Más bien estoy buscando cambios que vayan en simbiosis con nuestro propio ecosistema (por ejemplo, el hecho de que el aire en la Tierra -el nivel del mar es más denso que en la Tierra -Himalaya)

Creo que tu figura de helio tiene demasiados 1.
necesitarías (más) gases pesados ​​en tu atmósfera. Aumentar la presión no ayudaría, ya que tendría que aumentar la presión de su gas de elevación (o compensar con una carcasa más rígida y, por lo tanto, más pesada)
@Frostfyre, es un marcador decimal
no estaba seguro Al ser estadounidense, usamos un punto (.) para los decimales, pero la cifra de hidrógeno cumplió con nuestro formato de coma.
Otra forma de lograr lo que desea es disminuir la cantidad de gas de elevación dentro de la bolsa sin disminuir su tamaño o peso. Con nuestra ciencia actual, usamos la presión del gas de elevación para mantener la inflación de la bolsa. Si, en cambio, de alguna manera congelara todas las moléculas de la bolsa en su forma actual (tal vez un campo de estasis), podría bombear todo el aire, dejando un vacío que proporcionaría el máximo potencial de elevación para la presión atmosférica existente de su planeta. Hice esto como un comentario porque intenta responder a su necesidad en lugar de a su pregunta.
@Burki Aumentar la presión de la atmósfera aumentará la flotabilidad de un gas de elevación linealmente. Duplicar la presión de la atmósfera duplicará el poder de elevación. Esto se debe a que la flotabilidad está relacionada con la diferencia de densidades entre el aire y el gas de elevación. Al duplicar la presión, duplica las densidades de ambos y, por lo tanto, duplica la diferencia entre ellos. en.wikipedia.org/wiki/Lifting_gas

Respuestas (3)

El enfoque obvio es reemplazar el nitrógeno con un gas inerte más denso. Dado que el nitrógeno es el único gas elemental no noble inerte, los gases nobles parecen la elección obvia. Hay, sin embargo, algunas dificultades. Las densidades en STP para los diversos gases son las siguientes:

Nitrógeno 1,25 kg/m^3

Helio .178

Neón .90

Argón 1.78

Criptón 3.73

Xenón 5,89

Radón 9,96

El helio y el neón son más livianos que el nitrógeno, por lo que no servirán de nada. El radón tiene una vida media de unos 180 días, así que podemos olvidarnos de eso. Eso deja argón, criptón y xenón.

Puede que te sorprenda, pero el xenón es un excelente anestésico general, así que no adoptemos una atmósfera que nos deje inconscientes.

Tanto el argón como el criptón son contendientes útiles, siempre y cuando tenga en cuenta que ambos actúan como anestésicos a alta presión, aproximadamente 5 atmósferas para el criptón y 10-15 atmósferas para el argón.

Iserni ha planteado el problema de la estratificación espontánea, y en principio esto es cierto. Sin embargo, el clima (viento) proporciona un poderoso mecanismo de mezcla. Si esto sería adecuado está más allá de mis poderes de análisis.

Ahora necesito ayuda con las atmósferas . ¿Qué fenómenos geográficos y/o eventos meteorológicos aumentarían la presión en estos rangos?
Podrías tener presiones algo más altas dentro de una caldera muy profunda y/o con una gran inversión de temperatura por encima de, digamos, 400-500 pies. El aire debajo todavía estaría tolerablemente caliente pero la presión sería algunos porcentajes más alta de lo normal. No demasiado saludable ya que obtienes menos renovación de aire. Hace dos siglos, en Londres, este tipo de cosas mataba gente.
La estratificación sería principalmente un problema en espacios cerrados. Las casas necesitarían ventiladores, por ejemplo. Pozos profundos y pozos de minas aún más. Sería una modificación de mucho alcance.
@dot_Sp0T - "¿Qué fenómenos geográficos y/o eventos meteorológicos aumentarían la presión en estos rangos?" Ninguno. 4 atmósferas de presión son 60 psi.

Densidad = Masa / Volumen. Para obtener una mayor densidad, debe aumentar la masa o disminuir el volumen.

Volumen decreciente Podrías aumentar la atracción de la gravedad en comparación con la tierra. Esto debería disminuir la distancia que alcanza la atmósfera por encima de la superficie.

Restringir artificialmente la atmósfera. Escudo de energía o alguna otra barrera.

Aumento de masa Inyecte más gases a la atmósfera. Los planetas de mayor temperatura tendrían menos agua superficial y más vapor de agua y gas. Más planetas volcánicos tendrían una mayor liberación de gases del núcleo del planeta. ¿Menos vida? Las plantas y los animales reciclan diferentes gases de la atmósfera y luego los encierran primero en sus cuerpos y luego en la tierra. Menos organismos vivos significa menos gas en la atmósfera.

Nota Estos son sólo los principios básicos. No hice los cálculos en nada de esto. No sé cuánto debe cambiar cualquiera de estos factores para hacer una diferencia perceptible en los gases de elevación.

el simple aumento de la atracción gravitacional no aumentaría la capacidad de elevación. La densidad del gas de elevación también tendría que aumentar.
Tendríamos que hacer los cálculos. La densidad del gas de elevación podría aumentar a un ritmo diferente y aumentar o disminuir su capacidad de elevación en general. Mi instinto es aumento. Pero no tengo el conocimiento previo para verificar esto.
Pensándolo de nuevo, es posible que tengas razón... supuse que también habría una estructura de contención (un globo, un zepelín o algo así), que también se volvería más pesado, cancelando así los efectos potenciales (al menos hasta cierto punto) , pero el OP nunca pidió eso.
La gravedad no influye en la flotabilidad. Duplicar la gravedad duplicaría el peso de un barco o aeronave y, al mismo tiempo, duplicaría el peso del fluido desplazado. El resultado neto es sin cambios. A menos que el gradiente de gravedad/presión sea REALMENTE pronunciado, pero entonces tienes peores efectos secundarios (ver el barco remolcado de Barlennan en el mundo de Mesklin de Clement)

No es fácil. La densidad es la relación entre la masa de aire y el volumen, y el volumen es inversamente proporcional a la presión.

Si aumentara la presión, eso tendría efectos secundarios en los organismos vivos; modificar la temperatura tendría efectos indeseables similares en muy poco tiempo.

Suponiendo que el gradiente de gravedad fuera razonablemente plano, los cambios en la gravedad afectarían a la densidad, pero también afectarían a lo que fuera necesario impulsar para neutralizar cualquier beneficio.

Una forma de hacerlo podría ser introducir algún tipo de gas de unobtainio, con las siguientes propiedades:

  • no reactivo, o muy poco (excepto tal vez en circunstancias que podrían agregar a la historia? - un poco como el gas de elevación miglign de The Wooden Spaceships de Bob Shaw, incluso si está ambientado en un Universo diferente con diferentes leyes físicas).
  • muy denso
  • transparente a longitudes de onda visibles

¿Qué implicaría esto? Obtendría más flotabilidad, a expensas de una presión parcial de oxígeno más baja, por lo que el aire sería menos respirable. Necesitaría aumentar proporcionalmente el contenido de oxígeno del aire.

El gas, al ser denso y, por lo tanto, bastante pesado, tendería a acumularse en las tierras bajas, de modo que cavar, por ejemplo, un pozo sería muy difícil a menos que se proporcionara ventilación; cualquier agujero en el suelo se convertiría en una trampa mortal en el aire quieto.

Incluso con una recirculación razonable, la distribución del gas no sería lineal; obtendría una especie de capa, digamos doscientos metros de espesor? - de "aire pesado" donde obtienes una gran flotabilidad, entonces el aire volvería rápidamente a la normalidad; las aeronaves "flotarían" en un océano de aire pesado, de la misma manera que los barcos flotan en un océano de agua. También obtendría efectos ópticos interesantes si el índice de refracción del gas fuera lo suficientemente diferente del del aire normal. En las circunstancias correctas, podrías "ver" sobre una colina al mirar el "cielo" inmediatamente encima de ella.

Con el tiempo, mucho tiempo, también obtendrías especiación parapátrica y tendrías criaturas de aire pesado mejor adaptadas a la vida en las tierras bajas, y criaturas de aire ligero adaptadas a vivir en las colinas. La especiación tardaría en llegar ya que las diferencias entre los dos hábitats serían pequeñas.

También habría otros efectos debido a, por ejemplo, cambios en los parámetros de convección: según la dilatación térmica y la capacidad del unobtainio gaseoso, podría ser demasiado fácil, o muy difícil, obtener un buen flujo de aire de una chimenea en las tierras bajas.

También podría haber algún otro efecto que he pasado por alto y que, sin embargo, podría hacer que todo este ejercicio fuera inútil, porque interferiría con la vida o la civilización de alguna manera.

Sí, ir con unobtainium (por ejemplo , Aerium ) sería una forma, y ​​presumiblemente la más fácil, de hacerlo. También es la forma en que originalmente tenía la intención de ir y probablemente todavía lo haré. Esta pregunta es más o menos parte de mí tratando de encontrar una manera de no tener que introducir un nuevo elemento/inventar algo para que todo funcione :)
Podría optar por un halometano no especificado, o un furtivo "similar a los halometanos pero más denso ;-)". Los halones son gases muy estables, aunque no sin efectos secundarios. O hexafluoruro de azufre. El problema con los halones es que no son amigables con el fuego, y los fluoruros pueden descomponerse y producir fluoruro de hidrógeno, que es una bestia del infierno y que definitivamente no quieres en una atmósfera. El radón sería bueno si no fuera radiactivo, y un emisor alfa gaseoso es un cliente desagradable.
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