Ohne Chemie leichte von schweren Gasen trennen

Nicht ohne zusätzliche Mittel.

In der Chemiefrage, die Sie erwähnt haben, wurde in der ausgewählten Antwort die Entropie als einer der Gründe diskutiert, warum sich Gase in der Atmosphäre nicht trennen. Das bedeutet, dass auch ohne Turbulenzen Gase in der Atmosphäre gemischt bleiben würden.

Sie können jedoch nicht-chemische Mittel verwenden, um Gase zu trennen:

1. Schwere. Verschiedene Gase sind tatsächlich unterschiedlich in der Atmosphäre verteilt. Aber Sie müssen ein paar Kilometer höher gehen, um einen merklichen Anstieg der Konzentration leichterer Gase zu sehen. Sie können Ihr Gasgemisch in eine schnelle Zentrifuge geben, und im Zentrum dieser Zentrifuge wäre das Gas reicher an Wasserstoff, Helium und anderen leichten Gasen. Durch Wiederholen des Vorgangs können Sie diese Gase einigermaßen sauber bekommen.

2. Temperatur. Unterschiedliche Gase haben unterschiedliche Kondensationspunkte. Bei extremer Kälte bleiben nur Wasserstoff und Helium gasförmig. Methan hingegen würde bei einer höheren Temperatur (-161 °C) kondensieren als die Luft (-194 °C).

3. Molekülgröße. Mit Membranfiltern können Sie verschiedene Gase trennen. Glücklicherweise sind Wasserstoff- und Heliummoleküle und -atome klein und sollten leicht zu trennen sein.

Wie bekommen Steampunk-Zivilisationen Traggas?

Was Sie wollen, ist " Synthesegas ". Das brauchen alle guten Gesellen mit Flug- und Abenteuerhunger. Wie soll ich dieses Gas machen, fragst du? Nun, da Sie so geneigt sind, bin ich geneigt zu sagen:

[...] wird hergestellt, indem Dampf über einen rotglühenden Kohlenstoffbrennstoff wie Koks geleitet wird:

Lassen Sie sich nicht davon abschrecken, dass ich in der Lage bin, die Chemie zu erklären, gute Leute, denn sie ist einfach in ihrer Funktionsweise:

Sowohl die Produkte Kohlenmonoxid als auch Wasserstoff sind positiv in der Luft, erfordern kein kompliziertes Schleudern oder Kühlen, sondern werden direkt in Ihre Luftschiffe eingespeist.

Es hat den Vorteil, dass es mit begrenzter und primitiver oder sogar improvisierter Ausrüstung überall dort durchgeführt werden kann, wo Wasser und Brennstoff (z. B. Kohle/Holz/Holzkohle) zu finden sind, Sie können von fast überall auf der Welt abheben mit ein wenig Arbeit, aber ohne Anstrengung.

Sie sind beide ein bisschen empfindlich , also wäre „Nicht rauchen oder offene Flammen“ in der Nähe eine gute Regel, an die sich Ihre Diener halten sollten.

++++++++++

Für diejenigen, die es wissen müssen, hier ist die Chemie:

C + H ₂ O => CO + H ₂

_{Die Reaktion ist endotherm, sodass der Brennstoff ständig wieder erhitzt werden muss, um die Reaktion am Laufen zu halten. Dazu wird ein Luftstrom, der sich mit dem Dampfstrom abwechselt, eingeführt, damit die Verbrennung von Kohlenstoff stattfinden kann.}

_{Dies bedeutet, dass ein gewisser Prozentsatz an Stickstoff vorhanden ist, aber nicht genug, um sich übermäßig Sorgen zu machen. Alle Händedrücke und Vereidigungen sind endgültig, keine Haftung für Brände oder Dritte, keine Rückerstattung!}

Ja, das ist möglich, aber nicht besonders einfach.

Für eine Mischung von Gasen in einem Gravitationsfeld gibt es zwei entgegengesetzte Tendenzen: (1) Leichte Gase sammeln sich tendenziell oben und schwerere Gase unten und (2) Entropie tendiert dazu, die Gase gleichmäßig zu mischen.

Wir können die Entropie nicht kontrollieren, aber wir können die Schwerkraft kontrollieren. Beginnen Sie also entweder mit einem Riesenplaneten (Jupiter trennt Gase viel besser als die Erde) oder verwenden Sie eine Zentrifuge. Letzteres mag in den meisten Fällen praktischer sein, also schauen wir uns das an.

Hier ist zum Beispiel ein Artikel Trennung von Kohlendioxid und Methan in kontinuierlichen Gegenstrom-Gaszentrifugen , der genau darüber berichtet. Es ist 100 % Physik und 0 % Chemie und absolut effektiv. Sie trennen Kohlendioxid und Methan, und der relativ große prozentuale Unterschied in der Molekülmasse hilft, aber diese Technik kann verwendet werden, um jedes Gaspaar zu trennen.

Ein weiteres Beispiel ist die Trennung von Uranisotopen unter Verwendung von Gaszentrifugen. Hier wird das Uran zu einem Gas gemacht, indem man es zu UF ₆ macht und sich auf den winzigen prozentualen Massenunterschied zwischen U ₂₃₅ und U ₂₃₈ verlässt . Es funktioniert gut genug, dass es ein wichtiges geopolitisches heißes Thema ist.

Unterm Strich also: Ja. Die Viktorianer konnten Geräte bauen, die Gase nur mit mechanischen Mitteln trennen.

Bei der Toilettenfrage ist es noch einfacher. Im Moment sammeln wir vielerorts halbwegs reines Methan aus Müll. Rezept: Jede Menge Müll nehmen (Toilettenabfälle wären toll), luftdicht verschließen (wir häufen einen Müllberg auf eine Gummimatte und decken das Ganze dann mit Gummi ab) und lassen anaerobe Bakterien ihr Ding machen , wobei dabei viel Methan freigesetzt wird. Das Hauptgas, das sich im Haufen entwickelt, ist Methan (das zweitwichtigste ist CO ₂ ), und wenn Sie es durch einen Schlauch entweichen lassen, erhalten Sie eine brennbare Mischung, wenn auch keine sehr leichte Mischung. Mit der oben besprochenen Trennmethode können Sie ziemlich reines Methan erhalten.