Kann ein Fluss so stark unter Druck gesetzt werden, dass er eine Meile geradeaus in die Höhe schießt?

Ich kann mir drei Möglichkeiten vorstellen, wie ein Fluss hoch in die Luft schießen könnte:

Für mein erstes Beispiel beginnt der Fluss als riesiger See hoch in den Bergen in einem natürlichen Becken und fließt dann tief unter der Erde durch eine Felsspalte hinab. Er fließt in einiger Entfernung unter der Erde und krümmt sich dann sanft, bis er direkt nach oben zeigt. Mit dem enormen Druck des Sees hoch oben strömt es durch eine natürliche Düse, hoch in die Luft. Es gibt jedoch erhebliche Probleme mit dieser Lösung. Erstens erhält ein Bergsee im Gegensatz zu den meisten Seen nicht viel Wasser aus dem Abfluss, sondern wird stattdessen direkt vom Niederschlag gespeist. Das Wasser im See müsste mit einer Rate ersetzt werden, die der Rate entspricht, die es verlässt, was bedeutet, dass die Berge erhebliche Niederschläge haben müssen – in der Größenordnung der Monsunzeit, jeden Tag den ganzen Tag, selbst für einen mittelgroßen Fluss . Zweitens würde die Erosionsrate dies schnell von einem nach oben gerichteten Strahl in einen seitwärts gerichteten Strahl umwandeln, insbesondere wenn das Wasser unter so hohem Druck steht, dass es eine Meile in die Luft sprüht. Drittens müsste der Weg, dem das Wasser folgt, aus festem Fels bestehen, der der massiven Kraft des Flusses standhalten kann. In Wirklichkeit würden sich die meisten Felsen spalten und der Fluss würde mehrere Wege nehmen, um den Druck zu verringern. Dieses System könnte möglich sein, wenn sich die Spalte unter dem See öffnete, nachdem der See gefüllt und entleert worden war, und der See über einen Zeitraum von Wochen oder sogar Monaten trockengelegt wurde, aber ein ständig fließender Bach wäre fast unmöglich. Auf der positiven Seite könnte dies bei genügend Druck sehr gut eine Meile in die Luft reichen.

Die andere Methode würde tatsächlich einem Geysir ähneln; Wasser fließt von einer natürlichen Bergquelle in einen unterirdischen Gang. Während sich das Wasser unter der Stadt bewegt, durchquert es eine Magmatasche, die das Wasser ausreichend erhitzt, um beträchtliche Mengen an Dampf zu erzeugen. Der resultierende Druckanstieg würde dazu führen, dass das Wasser mit einer viel höheren Strömungsgeschwindigkeit aus dem Ausgang spritzt. Im Gegensatz zum vorherigen Beispiel würde dieses Wasser jedoch keine Meile in die Luft schießen; vielleicht nur ein paar hundert Fuß, bestenfalls. Der Dampf würde natürlich hoch in die Atmosphäre schießen und könnte den Eindruck erwecken, dass der Wasserstrahl viel höher war als die Realität. Doch solange das Wasser einen konstanten Volumenstrom beibehält und die Magmatasche weiter erhitzt wird, kann man damit rechnen, dass der Fluss noch lange in die Luft schießt. Am Ende natürlich

Schließlich verwendet meine dritte Methode ein bisschen Technik und ein bisschen Bühnenmagie. Ein hoher natürlicher Strom in den Bergen wird in ein riesiges künstliches Rohr umgeleitet; Das Rohr fährt den Berg hinunter und wird unter der Stadt begraben. An der Stelle, wo das Rohr aus dem Boden austritt, wird das Wasser in ein riesiges Glasrohr geleitet, das hoch in die Luft ragt. Der Druck drückt das Wasser das Rohr hinauf, wo es dann in einem Geysir austritt. Der Geysir ist nur ein Dutzend Fuß hoch, aber das Wasser, das an den Seiten des Glasrohrs herunterläuft, würde das Rohr selbst verdecken und den Eindruck erwecken, dass die Wassersäule selbsttragend und viel höher (und stabiler) wäre physikalisch möglich. Von allen Methoden bleibt dies am ehesten stabil; solange der Gebirgsbach fließt und das Rohr nicht reißt, Dieses System würde Hunderte von Jahren überdauern ... aber erwarten Sie nicht, dass die Stadtbewohner sehr lange im Dunkeln über die Glaspfeife bleiben. Es ist eine Touristenfalle, kein wirklich magischer Fluss.

Hier ist ein bisschen Mathematik, die zeigt, womit Sie es zu tun haben. Wir ignorieren den Windwiderstand.

Wenn wir sehen wollen, wie schnell sich das Wasser bewegen muss, um eine Höhe von 1 Meile zu erreichen, ziehen wir die folgende Gleichung heraus ...

$\sqrt{-2ad+V_{\text{final}}} = V_{\text{initial}}$

Setzen Sie die Werte für Erdbeschleunigung, Endgeschwindigkeit (0, wir halten bei 1 Meile oben) und eine Entfernung von einer Meile ein, umgerechnet in Meter.

$\sqrt{-2\times-9.81\times1609.34+0} = V_{\text{initial}}$

$177.69m/s = V_{\text{initial}}$

Konvertieren Sie in mph, und wir sehen einen Wasserstrahl, der den Boden mit etwa 397,5 mph verlassen muss. Ausbrechen der Bernoulli-Gleichung, vereinfacht auf$P=0.5\times \rho\times v^{2}$Wir können schätzen, dass dies ungefähr 15.786,86805 kPa Druck oder 2.289,69163 PSI erfordern würde.

Auch hier wird der Luftwiderstand ignoriert, was eine ernsthafte Angelegenheit ist, wenn man etwas mit dieser Geschwindigkeit wirft. Der größte Teil des nach oben gesprühten Wassers würde durch den Windwiderstand zerstreut und verstreut, wodurch sich ein Nebel um den Brunnen selbst bildete.

Als zusätzliche lustige Tatsache hat eines der Systeme mit dem höchsten Druck, die wir bisher in der heutigen Zeit verwendet haben, nur mickrige 70.000 PSI erreicht, und das war ein Hochdruck-Wasserstrahlschneider, der Stahl wie Papier zerreißen konnte. Wenn Sie dieses Ding also zum Laufen brachten, würde jeder, der es berührte, sofort fürchterlich sterben.

Also ... kurz gesagt. Nein, das geht nicht ohne Magie.

Die anderen Antworten haben behandelt, warum dies nicht möglich ist. Ich wollte einen Weg ansprechen, um Ihnen den gewünschten narrativen Effekt zu verleihen, ohne unmöglich zu sein. Am einfachsten ist es, wenn die Stadt ihre eigene Einheit verwendet - sagen wir Hände.

Jede Hand ist 4 Zoll. 1/3 Fuß.

Jetzt kann man in der Beschreibung sagen, der Fluss schießt sich tausend Hände in die Luft.

Das ist ein 300-Fuß-Schwerkraftbrunnen. Hoch, aber viel plausibler als eine Meile.

Es klingt immer noch beeindruckend - was Ihr Hauptziel war -, während es nicht so unmöglich ist wie die Ein-Meilen-Option.

Selbst wenn Sie Magie verwenden, um mehr als 2 Millionen PSI zu generieren, wie von Guildsbounty berechnet , haben Sie ein weiteres Problem:

"dann als normaler fluss wegfließen, auf der anderen seite der stadt"

Es gibt keine praktische Möglichkeit, das Wasser wieder herunterzubekommen. Selbst wenn man ignoriert, wie es sich auf dem Weg nach oben ausbreiten würde , wird Wasser, das eine Meile hoch am Himmel beginnt, zu einer Wolke, lange bevor es wieder herunterkommt. An diesem Punkt wird es wahrscheinlich die Stadt verlassen wie eine normale Wolke, dh es wird weggeblasen oder es regnet ...

Ohne mechanischen Eingriff haben Sie nur den Druck des Wassers hinter dem Geysir, um das Wasser nach oben zu drücken. Der Wasserdruck richtet sich nach der Höhe des Wassers dahinter.

Wie bereits erwähnt, würde natürlich fließendes Wasser eine noch beeindruckendere Kulisse benötigen als Ihr kilometerhoher Geysir, eher wie ein zwei Meilen hoher „Behälter“, der mit Wasser gefüllt ist, um den Druck relativ konstant zu halten. Wenn Sie Crater Lake mit einem Zufluss oben und einem Auslass ganz unten hätten, hätten Sie vielleicht die Möglichkeit, sich so etwas wie das auszudenken, was Sie wollen. Es wäre jedoch ein sehr großer Berg für einen 1-Meilen-Brunnen ...

Ich bin mir bei einer Meile nicht sicher, aber wenn Sie einen (Wasser-)Fall (sogar unterirdisch) mit einem beträchtlichen Gefälle in ein versiegeltes unterirdisches Rohr hätten, in dem der einzige Auslass der Geysirausgang war, könnten Sie vielleicht etwas Volumen bekommen. Aber um es eine Meile hoch zu haben, müssten Sie vielleicht ein 2 Meilen hohes Plateau daneben haben, von dem der Fluss fließen könnte, um Druck zu erzeugen.

Vielleicht sollten Sie sich auf einen 20-Meter-Geysir im Zentrum einer Stadt konzentrieren, der immer noch ziemlich beeindruckend wäre.

Dies passt nicht genau zu Ihrer Anfrage, da es sich nicht um einen Fluss handelt, sondern um einen natürlich vorkommenden und anhaltenden, kilometerhohen Wasserstrahl. Es kommt auch mit einigen Anforderungen, die es wahrscheinlich für Ihre Geschichte ungeeignet machen, aber es ist interessant.

Es gibt ein Phänomen namens Kryovulkanismus , das auf einigen Arten von Eisplaneten auftreten kann. In der Nähe des Südpols von Enceladus , einem Saturnmond, wurden Wasserdampfschwaden beobachtet, die fast 500 km weit reichten.

Basierend auf den Berechnungen von @Guildsbounty glaube ich, dass Folgendes nicht möglich ist:

Wasser ohne Luftreibung 1 Meile von der Erdoberfläche hochspritzen lassen, nur beim Start des Strahls angetrieben.

Davon abgesehen finden Sie möglicherweise immer noch, wonach Sie suchen, wenn Sie eine dieser Einschränkungen lockern:

1. Eine Meile von der Erdoberfläche : Natürlich sollte eine halbe Meile einfacher sein (vielleicht immer noch nicht realistisch), und ein Jet jeder Länge sollte auch einfacher sein, wenn Sie nichts dagegen haben, dass der Jet einer Parabel folgt.
2. Erde : Scheint der einfachste Kompromiss zu sein, vielleicht können Sie sich für eine niedrige Schwerkrafteinstellung entscheiden
3. Keine Luftreibung : Vielleicht könnte die Thermodynamik so sein, dass Sie einen erheblichen Luftstrom haben, der Ihnen hilft, das gesamte Wasser anzuheben
4. Nur am Anfang mit Strom versorgt: Offensichtlich ist es möglich, Wasser eine Meile hochzupumpen, Sie könnten wahrscheinlich ein Glas- / offenes Gebäude bauen, um dies für Sie zu tun.
5. Wasser : Ich bin mir sicher, dass die Berechnungen etwas besser ausfallen, wenn Sie eine leichtere Flüssigkeit verwenden, würden Sie nicht einfach einen Wodka - Brunnen lieben?!

Ich hoffe, dies kann Ihnen etwas Inspiration geben.

Auf einer weniger ernsten Anmerkung: Wenn Sie sehen möchten, wie Wasser ab und zu eine Meile hochspritzt, ist die beste natürliche Lösung, die mir einfällt, der Ausbruch eines Vulkans.

Theoretisch ist es natürlich möglich, aber ich bezweifle, dass es in der Praxis passieren würde, da das Wasser Wege gefunden hätte, die Oberfläche bei viel geringerem Druck zu erreichen.

Der Luftwiderstand würde jedoch dafür sorgen, dass das Wasser nicht als kontinuierlicher Fluss bleibt, sondern sich in einem feinen Nebel auflöst.

Der Stanway-Brunnen bietet einen vernünftigen Leitfaden ... ein 300-Fuß-Jet, der von einem 580-Fuß-Reservoir angetrieben wird. So könnte ein kilometerhoher Jet (5000 ft) möglicherweise von einem 2 Meilen hohen Reservoir angetrieben werden: möglich in einer ausreichend großen Bergkette. Dies ignoriert Windwiderstand, Rohrreibung und macht die Rohre stark genug.

Der Druck einer 30-Fuß-Wassersäule beträgt etwa 1 atm, 100 kpa, 15 psi, also sehen wir etwa das 300-fache davon, im Bereich von 5000 psi - möglich.

Um die Reibung zu verringern, verwenden Sie ein Rohr mit großem Durchmesser und halten Sie die Wassergeschwindigkeit niedrig – außer an der Düse, die möglicherweise häufig ausgetauscht werden muss.

Diese Drücke liegen im Rahmen der Antwort von guildsbounty, sobald der mathematische Fehler (Verwechslung von Pa und kPa?) korrigiert ist. Sie sind etwa 2x so hoch - der gleiche Faktor wie der Stanway-Brunnen, der vermutlich diese Kopffreiheit für Rohrreibung und Windverluste benötigt, die auch hier gelten.

Ihr Problem ist hier nicht so sehr die benötigte Energiemenge, sondern was diese Energie mit dem Wasser macht.

Das Hinzufügen von Energie zu Wasser verursacht die$H_2O$Moleküle zur Energiegewinnung. Energiereichere Moleküle kollidieren häufiger und erzeugen Wärme. Wenn Sie sich der erforderlichen Energiemenge nähern, kann die erzeugte Wärmemenge dazu führen, dass das Wasser verdunstet, lange bevor Sie die gewünschte Geschwindigkeit erreicht haben (400 Meilen pro Stunde gemäß der Berechnung von @guildbounty).

Wenn Sie sich nicht darum kümmern, dass das ganze Wasser in den Himmel steigt.

Eine Ram-Pumpe mit einer Kaverne, um das unter Druck stehende Wasser zu halten, liefert den Druck, um einen Teil des Wassers nach oben zu befördern.

Das Abwasser scheint auch Ihren Abflussfluss zu bilden.

Du könntest das unter Unsinn einordnen, aber...

Haben Sie darüber nachgedacht, den Ansatz der "ausgestorbenen Zivilisation" zu verwenden? Vor der aufgezeichneten Geschichte gab es eine alte Zivilisation, die viele Wunder errichtete, von denen eines dieser "regenmachende Wasserstrahl" ist ...

Beispiel: https://m.youtube.com/watch?v=ogw6BJRL_rQ