In meiner Geschichte habe ich einen Charakter mit Fähigkeiten entworfen, die auf Feuer und Hitze basieren. Ich hatte diese Idee, dass er Handschuhe haben könnte, die außen an Hitze zunehmen können, während die Innentemperatur größtenteils gleich bleibt. Meine Frage ist: Wäre es möglich, diese (aus irgendeinem Material) herzustellen? Wenn es hilft, spielt diese Geschichte in einem futuristischen Setting.
Es wäre trivial, einen tragbaren Flammenwerfer herzustellen, dessen Düse an der Handfläche eines Handschuhs befestigt ist. Tatsächlich haben es einige Leute mit genügend Ersatzteilen und Zeit bereits getan.
Während es viele Darwin Awards (und lobende Erwähnungen) gibt, die sich auf den Tod durch Feuer beziehen, zeigt eine schnelle Suche, dass bisher noch keiner vergeben wurde, der mit selbstgebauten Flammenwerfern zu tun hat. Wenn Sie schnell genug sind, um Ihren Roman herauszugeben, wird er möglicherweise zitiert, wenn jemand versucht, sich mit einem solchen Handschuh eine Zigarette anzuzünden.
Im Ernst, erhitzte Hände zu haben ist eine schlechte Idee™ . Wenn Ihre Hände genauso heiß sind wie eine gute Tasse Tee, können Sie höchstens ein sehr einzigartiger Reiki-Praktizierender werden, was Sie ohne die Handschuhe tun können.
Aber wenn Ihre Hände heiß genug sind, um etwas wirklich Übermenschliches zu tun – vom Erweichen von PVC bis zum Schmelzen von Lötzinn – sind Sie nur eine Ablenkung von der Notaufnahme entfernt. Wenn Ihr Auge juckt, wenn Sie in der Nase bohren, wenn Sie mit den Fingern pfeifen, wenn Sie sich am Hintern kratzen ... Es wird nicht angenehm sein.
Und wenn Sie jemanden packen müssen, um zu verhindern, dass er aus einem Hauptbuch fällt ... Sie werden nicht viele Freunde finden und auch nicht viele Auszeichnungen für Teamarbeit erhalten.
Mit einem guten Lötkolben und einer Heißluftpistole sind Sie immer besser bedient .
Wie heiß reden wir und wie lange muss es wirken?
Es gibt zwei Möglichkeiten, wie Sie damit umgehen können:
Materialien mit einem Vakuum zwischen zwei Materialschichten sind im Grunde das Beste, was man mit Isolierung bekommen kann. Damit haben Sie eine Wärmeleitfähigkeit von ca. 0,006-0,008 W/(m·K). Die Isolierung verlangsamt nur, wie schnell sich das Innere aufheizt.
Sie können dies mit der folgenden Gleichung W = kA/L berechnen (W ist die Wärmemenge in Joule pro Sekunde (Arbeit), k ist die Wärmeleitfähigkeit, A ist die Oberfläche und L ist die Dicke).
Wenn also der Handschuh 1 cm dick wäre und die Oberfläche unserer Hand laut Google etwa 0,05 m ^ 2 beträgt und wir einen theoretischen Idealwert von 0,004 für unsere Leitfähigkeit einsetzen, erhalten wir.
W = 0,004*0,05/0,01 = 0,02 J/s
Dies ist die Energie, die pro Grad Kelvin (Celsius) pro Sekunde übertragen und durch die Handschuhe erwärmt werden.
Bei einem Mann macht jede Hand etwa 0,65 % des Körpergewichts aus (0,5 % bei Frauen). Das bedeutet für einen 200-Pfund-Mann, dass 1 Hand eine Masse von 0,58 kg hätte. Ich wollte Menschen als Wasser behandeln, aber eine Google-Suche nach "Wärmekapazität des menschlichen Fleisches" ergab tatsächlich ein Ergebnis (3500 J / (kg * K)), das Wasser ziemlich nahe kommt.
Um also Ihre Hand um 1 Grad zu erwärmen, werden etwa 2030 J Energie benötigt.
Wenn also die Handschuhe außen nur 1 Grad heißer wären, würde es 28 Stunden dauern, bis Ihre Hand dieselbe Temperatur erreicht hat (obwohl ich mir vorstelle, dass Ihr Körper die Wärme in Schweiß ableiten kann. Ich bin mir nicht sicher, wo die Grenzen dafür liegen.)
Wie heiß können diese Handschuhe sein, bevor Sie sich verbrennen? Temperaturen zwischen 40 und 80 Grad Celsius verursachen über unterschiedliche Zeiträume Verbrennungen (40 über lange Zeit, 80 über eine Sekunde). Nehmen wir an, der Benutzer möchte die Handschuhe eine Minute lang tragen können, bevor es 50 Grad erreicht und er anfängt, sich die Hände zu verbrennen. Das sind 30 Grad über Raumtemperatur.
Das bedeutet also, dass 2030 * 30 = 60.900 J Energie benötigt werden, um durch den Handschuh zu gelangen, um unseren Benutzer zu verbrennen. Über den Zeitraum von einer Minute bedeutet das, dass volle 1000 Watt Energie durchkommen können.
Betrachtet man unsere einfachere Gleichung, bedeutet dies, dass die Außenseite der Handschuhe volle 50.000 Kelvin haben kann. Das ist wirklich heiß. Wie verrückt heiß. Sie können Stahl und Stein schmelzen. Es ist heiß genug, dass ich dachte, ich hätte einen Fehler gemacht. Dann habe ich nach Kevlar-Handschuhen gesucht, die Lava widerstehen können. Das große Problem ist nicht, dass die Hitze durchkommt, sondern die Handschuhe selbst schmelzen.
Nachschlagen von Hochtemperaturpolymeren Es sieht so aus, als könnten wir derzeit bis zu 600 Grad Celsius erreichen, ohne mit einigen neueren zu schmelzen. Wir stellen ständig bessere her und man könnte wahrscheinlich sagen „etwas Kohlenstoff“, um zu sagen, dass die Handschuhe einen Schmelzpunkt von etwa 1500 Grad Celsius haben. An diesem Punkt können Sie Stahl gut schmelzen.
Bei diesen Temperaturen können Sie die Handschuhe etwa 30 Minuten lang verwenden, bevor die interne Hitze schlecht wird.
Die andere Methode, mit der Sie sie am Laufen halten können, ist die aktive Kühlung. Wasserschläuche könnten die Hitze Ihrer Arme zu großen Kühlkörpern auf Ihrem Rücken transportieren. Um die Wärme, die durch die Handschuhe dringt, mit der darüber liegenden Isolierung auszugleichen, müssten die Handschuhe etwa ein Hundertstel Liter Wasser pro Minute pumpen.
Herkömmlichere Isolierungen erfordern möglicherweise etwa einen Liter Wasser, das pro Minute durchgepumpt wird, um das thermische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten.
Das größere Problem ist, woher Sie die Energie bekommen, um die Handschuhe zu erhitzen.
Keine Notwendigkeit für Science-Fiction, wir haben jetzt Substanzen, die das können. Es gibt eine Vielzahl von Wärmeisolatoren, die zu Handschuhen verarbeitet werden könnten. Aerogel wäre ein Beispiel. Es gibt eine Vielzahl von keramischen Hitzeschilden, die ebenfalls funktionieren würden. Google doch einfach nach Wärmedämmung.
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