Citat:
Ursprungligen postat av
Pletheneis
Jag orkar inte skapa en ny tråd för att ställa min fråga..
Även om detta kanske inte är on-topic så kan man se det i relation till rymdraketer som drivs av bränsle som färdmedel.
Min fråga:
Om man blåser upp en ballong så mycket man kan utan att den spricker, och sen släpper lös den, så kommer den pysa iväg en bra bit.
Låt oss byta ut ballongen som är gjord av gummi mot ett extremt mycket starkare material, och lås oss byta ut våra lungor som blåser in luften mot något som kan blåsa in en jävla massa mer luft.
Kan man skapa en typ av jumbokraft om man pressar in extremt mycket luft i en relativt liten men extremt stark och hållbar behållare?
Kanske en dum idé/tanke.. men jag resonerar som så att om vi verkligen kan pressa in extremt mycket luft så bör i alla fall en människa kunna åka upp en bra bit i luften om hen sitter på behållaren.
Det här bör man kunna räkna på iaf lite grovt. Säg t ex att man har ett kg maximalt hoppressad luft. Flytande luft har en densitet på 870 kg/m^3 så det kanske vi kan ta som som en övre gräns? 1 kg har då volymen V=1/870 m^3. Normal luft har densiteten 1.2 kg/m^3 (vid 20°C) och har då volymen V0=1/1.2 m^3. Den energi som vi tänker oss ska driva raketen är den energi som krävs för att trycka ihop luften från V0 till V. Låt oss säga att detta sker snabbt så att ingen värme hinner avges, dvs dQ=0 under processen. Detta är då en s k isentrop process. För en ideal gas gäller då att
P V^γ = konstant
där γ är det adiabatiska indexet som för luft är nära 1.4.
Alltså har vi att
P = P0 (V0/V)^γ
För att trycka ihop volymen med dV krävs energin dE=PdV, dvs den totala energin blir (integrera från V0 till V)
E = P0 ∫ (V0/V)^γ dV = P0 V0^γ [ V^(1-γ)/(1-γ) ] =
= P0 V0^γ /(1-γ) ( V^(1-γ) - V0^(1-γ) )
Som P0 kan vi sätta 1 bar = 10^5 Pa.
Detta ger
E = 2.7 MJ
Dvs per gram hoppressad luft har vi 2.7 kJ eller lite drygt en halv kcal. Detta kan t ex jämföras med kton-enheten för bomber, som baseras på 1 kcal per gram.
Så visst, kan man bara trycka ihop luft något ända in i #&@×× så har man en energi per gram som är jämförbar med explosivämnens...
En praktisk detalj är att också temperaturen (i °K) ökar rätt så rejält, med faktorn (V0/V)^(γ-1), vilket ger ca 3800 °C.. En annan är att trycket enligt ovan ökar med faktorn (V0/V)^γ, vilket ger ca 10 000 bar...
Sen hör det iofs till saken att det inte är energiinehållet som avgör vilken fart raketen kan uppnå. Det som avgör är reaktionsmassan och med vilken hastighet denna blåses ut. Googla på raketekvationen.
https://en.wikipedia.org/wiki/Isentropic_process
https://en.wikipedia.org/wiki/Heat_capacity_ratio