Blitzerhitzende Menschen

Ich arbeite an einer Version von Wurmloch-basierter FTL-Reise, und eine der Nebenwirkungen beim Durchqueren des Wurmlochs wird die sofortige Erwärmung jedes Moleküls des durchtretenden Dings sein. Die Erwärmung funktioniert, indem eine bestimmte Menge an Wärmeenergie in jedes Molekül des Objekts, das das Wurmloch passiert, abgegeben wird, und der Temperaturanstieg wird somit durch die spezifische Wärmekapazität jedes Moleküls beeinflusst.

Dieser sofortige Temperaturanstieg bringt jedoch potenzielle Probleme der Überlebensfähigkeit eines Menschen mit sich, der durch das Wurmloch geht. Die Erwärmung selbst existiert aus thermodynamischen Gründen, aber ihre Größenordnung entspricht vollständig dem, was für die Geschichte am besten ist. Ich möchte die Heizung für den Menschen überlebensfähig machen, aber auch bedeutsam genug, um im Text erwähnt zu werden. Im Wesentlichen ziele ich auf einen Temperaturanstieg, der unangenehm oder idealerweise vorübergehend schwächend, aber nicht tödlich sein wird. Mir ist klar, dass es nicht viele Daten zum spontanen und gleichmäßig verteilten Temperaturanstieg im gesamten menschlichen Körper geben wird, aber alle vorhandenen und relevanten Daten, aus denen extrapoliert werden kann, wären großartig. Zusätzlich,

Also, um es zusammenzufassen, wie viel Wärme könnten Sie in den Körper einer Person leiten, bevor diese Person den Punkt erreicht, an dem sie erhebliche langfristige Auswirkungen erleidet?

Hyperpyrexie beginnt bei einer Körpertemperatur von 106,1 °F oder 41,1 °C, das ist der Temperaturbereich, bei dem die körperliche Gesundheit einer Person ernsthaft beeinträchtigt wird, wenn sie nicht handelt, um sie zu senken. Oberhalb von 111,2 °F ist der Tod wahrscheinlich. ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11476402
@ John, ist das für eine anhaltende Temperatur oder eine Temperatur, die sofort auf ein normales Niveau zu sinken beginnt? Dies ist ein ziemlich seltsames Szenario. Darüber hinaus kann es verschiedene Körperteile geben, die normalerweise nicht so stark von einem Anstieg der Körpertemperatur betroffen sind (z. B. Gehirn, Fortpflanzungsorgane bei Männern usw.).
Der Körper kühlt nicht sehr schnell ab, wenn die Person nicht handelt, die passiven Systeme des Körpers sind unzureichend, sobald Sie die höheren Temperaturen erreichen. Das Problem bei der spezifischen Beantwortung Ihrer Frage ist, dass es unmöglich ist, daher gibt es keinen realen Vergleich. Es gibt keine Möglichkeit, einen Körper in irgendeiner Weise zu erhitzen, auch nicht in der Nähe dessen, was Sie beschreiben, sodass die Auswirkungen unbekannt sind. Sie können also innerhalb dieses Bereichs verwenden, was Sie wollen.
Sofortige Wärmeinfusionen in jedes Molekül würden das Volumen und damit den Druck von Blutgasen sowie Gasen im Verdauungstrakt, den Nebenhöhlen usw. erhöhen, was zu Aerobullose oder den Biegungen sowie zu Nebenhöhlendruck, Blähungen und Aufstoßen führen würde. Ein plötzlicher Anstieg des körperlichen Gasdrucks wäre ziemlich schmerzhaft.
@Ixion Dann schreibe eine Antwort, die erklärt, welche Art von Grenzen das setzt;)
Ich erinnere mich, dass so etwas in einer Kurzgeschichte von Larry Niven über Teleporter-Netzwerke auf der Erde erwähnt wurde. Die Teleporterkabinen verursachten einen Kälte- oder Hitzeblitz proportional zum Höhenunterschied zwischen den beiden Kabinen, um den Unterschied in der potentiellen Energie auszugleichen. Es wurde als unangenehm, aber nicht schädlich beschrieben.
@Philipp Ich glaube, die Niven-Geschichte beinhaltete psychische statt technologische Teleportation. Die Temperaturänderungen könnten geringfügig gegenüber denen in dieser Frage gewesen sein. Möglicherweise hat Niven die Auswirkungen von Änderungen der Ganzkörpertemperatur nicht berücksichtigt oder untersucht. Charles Sheffield sagte, es sei keine gute Idee, Science-Fiction zu verwenden, um etwas über Wissenschaft zu lernen.
@a4android Nein, es war definitiv physische Teleportation. Das war ein wichtiger Handlungspunkt. Und der Zweck dieser Website ist nicht, etwas über Wissenschaft zu lernen. Dafür ist Physik Stack Exchange da. Auf dieser Website geht es darum, zu lernen, wie man eine bessere Welt für Fiktion baut. Das Studium erfolgreicher Weltenbauer ist in dieser Hinsicht ein nützliches Unterfangen.
@Philipp So sehr ich Larrys Arbeit liebe, er war nicht großartig in Biologie. Auch in der Geschichte, auf die Sie sich beziehen (Eine Art Mord), war die Teleportation zwischen engen Kabinen unangenehm. Das Teleportieren von einem Berghotel zu einem Krankenhaus an der Basis tötet den Charakter fast, bis er zurück teleportiert, den Effekt umkehrt und die Person mit ihnen tötet.

Antworten (3)

Es sieht so aus, als würde es nur einen kleinen Temperaturanstieg geben, bevor Personen, die ein Wurmloch passieren, Schaden zugefügt wird. Wahrscheinlich nicht mehr als ein oder zwei Grad Celsius.

Die allgemeinen Bedingungen, die mit einem Hitzschlag verbunden sind, sind wie folgt:

Hitzebedingte Krankheiten werden typischerweise als Hitzeerschöpfung oder Hitzschlag kategorisiert. Hitzschlag wird weiter in klassische und Belastungsformen unterteilt. Der klassische Hitzschlag wird durch Umwelteinflüsse verursacht und führt zu einer Kernhyperthermie über 40 °C (104 °F). Dieser Zustand tritt vor allem bei älteren Menschen und Menschen mit chronischen Erkrankungen auf. Der klassische Hitzschlag kann sich langsam über mehrere Tage entwickeln und mit minimal erhöhten Kerntemperaturen einhergehen. Es ist mit einer Dysfunktion des zentralen Nervensystems verbunden, einschließlich Delirium, Krämpfen und Koma, was es schwierig macht, es von einer Sepsis zu unterscheiden. Es wird angenommen, dass diese Manifestationen eine enzephalopathische Reaktion auf eine systemische Entzündungskaskade sind.

In ihren milderen Formen werden Hitzekrankheiten als Hitzeerschöpfung bezeichnet. Das wird extrem unbequem, aber überlebbar.

Hitzeerschöpfung ist eine häufigere und weniger extreme Manifestation einer hitzebedingten Erkrankung, bei der die Kerntemperatur zwischen 37 °C (98,6 °F) und 40 °C liegt. Die Symptome einer Hitzeerschöpfung sind milder als die eines Hitzschlags und umfassen Schwindel, Durst, Schwäche, Kopfschmerzen und Unwohlsein. Patienten mit Hitzeerschöpfung fehlt die tiefgreifende Störung des Zentralnervensystems, die bei Patienten mit Hitzschlag auftritt. Ihre Symptome verschwinden in der Regel sofort mit der richtigen Flüssigkeitszufuhr und Kühlung.

Was die Überlebensfähigkeit erhöhter Temperaturen erschwert, ist die Kombination aus der Temperaturerhöhung selbst und der Dauer des Anstiegs.

Der Begriff thermisches Maximum wurde entwickelt, um die Größe und Dauer der Wärme zu messen, der Zellen ausgesetzt sein können, bevor sie beschädigt werden. Das menschliche thermische Maximum wurde als eine Körperkerntemperatur von etwa 42 °C (107,6 °F) für zwischen 45 Minuten und acht Stunden festgelegt. Bei höheren Temperaturen erfolgt die Zellzerstörung schneller und vollständiger. Entzündungsfaktoren werden freigesetzt und die gastrointestinale Permeabilität steigt, wodurch Endotoxine in den Kreislauf gelangen können.16 Hämatologische und endotheliale Veränderungen, die einer disseminierten intervaskulären Gerinnung ähneln, treten ebenfalls auf.

Dies deutet darauf hin, dass die Grenzen des Temperaturanstiegs bestenfalls bei ein bis zwei Grad Celsius liegen. Eine fast augenblickliche Ganzkörpertemperatur wäre extrem schwer zu senken. Dies erhöht den Schaden, der durch die Dauer des Temperaturanstiegs verursacht wird. am besten so niedrig wie vernünftigerweise möglich halten. Erwarten Sie, dass ein sofortiges Einsetzen erhöhter Temperatur desorientierend und sehr wahrscheinlich behindernd ist.

VERWEISE:

Management von Hitzschlag und Hitzschlag

JAMES L. GLAZER, MD, Medizinisches Zentrum Maine, Portland, Maine

Bin Fam. Arzt. 1. Juni 2005;71(11):2133-2140.

URL zum obigen Artikel: American Family Physician, Ausgabe vom 1. Juni 2005

Ist es möglich, dass die künstliche Unterkühlung der Menschen vor dem Durchgang durch das Wurmloch den möglichen Spielraum erhöht?
Die typische Wärmekapazität von Fleisch beträgt etwa 1500 J/(kg*C). Im ungünstigsten Fall beträgt der Temperaturanstieg etwa 3 °C – 4,5 kJ/kg sind erforderlich. Das ist viel: Stahlteile einer Kabine würden ihre Temperatur um 27 ° C (von etwa 25 ° C auf ~ 50 ° C) erhöhen, Aluminiumteile um 150 ° C (Sie können Kuchen backen!), Kupfer (Drähte) um 1000 ° C – sie würden schmelzen und verursachen Feuer. Es ist also nichts für Menschen, bei denen Sie vorsichtig sein sollten!
@ksbes Woher hast du diese Zahl für die spezifische Wärmekapazität von Fleisch? Die Zahl, die ich gefunden habe, beträgt etwa 3,5 kJ / (kg * C), mehr als das Doppelte der von Ihnen angegebenen Zahl. Nach meinen mathematischen Fähigkeiten bedeutet dies, dass Kupfer mit einer spezifischen Wärmekapazität von etwa 0,385 kJ / (kg * C) einen etwa 9-mal größeren Wärmeanstieg erfahren würde als Fleisch, was mich wundern lässt, wo Ihre 1000 C-Anstiegszahl liegt kommt von.
*Temperaturanstieg etwa 9-mal größer als bei Fleisch
Es ist aus einem alten Kochbuch, das ich habe. Es ist eine thermische Kapazität für Rinderpfahl. Es könnte falsch sein, es für lebendes Fleisch zu verwenden ... In jedem Fall verschlechtert es nur die Situation: Materialien mit geringer Wärmekapazität (wie alle Metalle) wären der Schwachpunkt dieser Reisen.
@ksbes Nein, es macht die Situation nicht schlimmer. Aus dieser Antwort ergibt sich ein maximaler Temperaturanstieg von beispielsweise 4 ° C. Sprich mit vorher künstlicher Unterkühlung schaffen wir das auf 8°C für Fleisch. Wir haben Kupferdrähte auf unserem Schiff, die sich ebenfalls erwärmen. Sie beginnen bei Raumtemperatur, 25°C. Sie erwärmen sich um 8°C*9=72°C, für eine Endtemperatur von 117°C. Sie schmelzen nicht und kühlen schnell ab.
@Gryphon-ReinstateMonica Hypothermie zur Vorbereitung auf eine Wurmlochpassage könnte helfen. Besser als meine Idee, Astronauten in kaltes Wasser zu tauchen (hier nicht gepostet, ist mir erst später eingefallen). Wurmlochfahrzeuge werden sehr interessante Kühlsysteme benötigen.
@ksbes Ein Anstieg um drei Grad wäre für die Menschen drastisch. Mein Bauchgefühl ist, dass ein Anstieg um ein Grad die vernünftige Grenze wäre. Daraus ergibt sich eine Körpertemperatur von 39,8, was Hitzschlag ist. Darüber hinaus ist es Hitzschlag-Territorium.
@a4android Ein Hitzschlag ist jedoch nicht so gefährlich, wenn er sofort behandelt wird. Wenn Sie bereit sind, es sofort zu behandeln, wird es Ihnen gut gehen.
@Gryphon-ReinstateMonica Ja, aber dieser Hitzschlag, der durch einen Anstieg der Körpertemperatur verursacht wird. Es wird schwieriger zu behandeln sein. Eine vorherige Unterkühlung hilft jedoch. Sehr stressig und unangenehm. Die Antwort von VogonPoet schlug eine Grenze von 2 Fahrenheit vor. Dies entspricht einem Anstieg um 1 Grad.
@Gryphon-ReinstateMonica Das Erhitzen des gesamten Schiffes wird Chaos und unterschiedliche Expansion anrichten und alle Arten von Lücken in Ihrer Schiffsstruktur öffnen. Normalerweise verringert die Wärmebewegung diesen Effekt drastisch. aber mit jedem betroffenen Molekül wird es nach dem Abkühlen wie ein Sieb auslaufen, was im Weltraum tödlich ist.
@John Ich verstehe nicht, wie das funktioniert. Wenn der gesamte Rumpf aus demselben Material besteht, dehnt er sich ganz leicht aus und kehrt dann langsam zu seiner ursprünglichen Größe zurück, wenn er mit der gleichen Geschwindigkeit abkühlt. Ich bin mir nicht sicher, wie dies zu Lecks führen soll. Raumfahrzeuge werden die ganze Zeit durch externe Faktoren erhitzt und gekühlt, und sie fangen deswegen nicht an zu lecken.
@Gryphon-ReinstateMonica Es ist sehr unwahrscheinlich, dass Ihr Rumpf nur aus einem einzigen Material besteht. Dichtungen, Scharniere, Dichtungen, Fenster, Sensoren, Motoren usw. werden alle aus verschiedenen Materialien hergestellt. Raumfahrzeuge werden nicht überall beheizt und viele Raumfahrzeuge haben aufgrund unterschiedlicher Erwärmung Lecks entwickelt, bis zu dem Punkt, an dem es ernsthafte Bedenken gibt, sie zu konstruieren. und das war mit den geringfügigen Effekten in der realen Welt, dass die Erwärmung jedes Moleküls einen viel extremeren Effekt haben wird, da das gesamte Fahrzeug sich bis zum Ende ausdehnen muss.

Ganz einfache Antwort: 2°F.

Ein Anstieg der Körpertemperatur um zwei Grad Fahrenheit kann die geistige Funktion beeinträchtigen. Ein Anstieg um fünf Grad Fahrenheit kann zu schweren Krankheiten oder zum Tod führen.

Wenn Ihre Astronauten um ein Grad steigen, werden sie es spüren. Bei 2 Grad werden alle bis auf die elitärsten und fittesten Personen beginnen, Fehler zu machen .

Bisher konzentrieren sich die beiden aktuellen und hervorragenden Antworten auf die biologische Erwärmung über einen biologischen Zeitraum. In der Tat, wenn ein Mensch über einen längeren Zeitraum an Hyperthermie leidet, wird der Mensch schließlich schreckliche Auswirkungen erleiden und schließlich sterben.

Ihre Abfrage fragt jedoch nach einem Prozess namens "Flash-Heizung". Sie geben nicht an, was dies bedeutet, außer dass es "sofort" ist, also würde ich eine Annahme über den Prozess treffen: Der Zeitfaktor ist nämlich so kurz, dass die Moleküle der betreffenden Person dies buchstäblich nicht tun genug Zeit haben, um die zugeführte Wärme zu akkumulieren .

Zum Beispiel ist es in Nordamerika (und vielleicht auch in Nordeuropa) eine gängige Erfahrung, dass man, wenn man einen Supermarkt oder ein anderes öffentliches Gebäude von einer kalten oder eisigen Außenseite betritt, unter einem Schnellheizer hindurchgeht. Hierbei handelt es sich um ein am Querbalken des Eingangsbereichs angebrachtes Gerät, das einen dünnen Vorhang aus überhitzter Luft nach unten leitet, wenn der Gast eintritt. Dies bildet einen "Heißluftvorhang", der als Isolationsbarriere fungiert, während die physische Tür geöffnet ist. Wenn Sie schnell durch die Tür gehen, spüren Sie die Wärme für einen Moment, werden aber nie davon beeinflusst. Wenn Sie unter dem Schnellheizer stehen, werden Sie sich irgendwann aufwärmen, unangenehm warm werden, anfangen zu schwitzen usw.

Ich würde annehmen, dass Ihre Wurmlochtechnologie ähnlich sein könnte. Solange Ihre Menschen schnell durch das Wurmloch gehen, spüren sie eine vorübergehende Wärme, sind aber nicht lange genug der Explosion ausgesetzt, damit nachteilige physiologische Auswirkungen eintreten können.

Ein weiteres Beispiel: Ich habe mehrmals erfolgreich meine Hände durch die sengende Flamme einer Propangaslampe geführt. Das Feuer ist etwa 36oo Grad (2000 Grad Tausendfüßler). Wenn ich meine Hand in der Flamme belassen würde, würde sie, genau wie die Besatzung des Raumschiffs, die im Wurmloch herumhängt, knusprig verbrannt werden. Ich bin nicht verbrannt, weil meine Hand nicht lange genug mit der Flamme in Kontakt ist.

Abschluss:

Ich glaube nicht, dass Ihre Raumschiffbesatzung genug Zeit haben wird, um nachteilig beeinflusst zu werden. Offensichtlich werden sie sterben, wenn sie in Kontakt mit der Hitze bleiben und diese Hitze nicht sofort wieder abgeführt werden kann. Es braucht nicht viele Grad Hitze oder eine sehr lange Zeit, bis schädliche Wirkungen eintreten.

Ich bin mir nicht sicher, ob Sie die Frage richtig verstanden haben. Die Wärme wird nicht sofort nach dem Auftragen entfernt. Die fraglichen Menschen werden erhitzt (nicht durch Kontakt mit einem heißen Objekt, sondern durch einen quasi magischen Effekt) und bleiben auf dieser Temperatur, bis sie durch die Mittel abgekühlt werden, die normalerweise Dinge kühlen.
@Gryphon-ReinstateMonica – Könnte sein! Es spezifiziert einen "Flash"-Prozess, eine "sofortige" Erwärmung. Das liest sich für mich so, als würde die Wärme nicht gehalten. Wenn es aufrechterhalten wird, geht die Überlebensfähigkeit natürlich aus dem Bullauge. Es wurde bereits festgestellt, dass der Mensch nur eine relativ niedrige, hohe Temperatur auf Dauer vertragen kann. Wenn der quasi magische Effekt einen Menschen augenblicklich erhitzen kann, dann kann er diese Wärme auch augenblicklich entfernen. Es bleibt dem OP überlassen, sich zu qualifizieren. Sie wollen, dass es überlebensfähig ist – das heißt, das System kann nicht lange bei der hohen Temperatur bleiben!
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