Wie wurde die Heliumdichtekrise von 2017 gelöst?

Alle würden sterben.

Nehmen wir an, Sie haben einen Heliumballon in Ihrem Haus. Dieser Ballon fasst laut dem allmächtigen Google 14 Liter Helium.

Diese 14 l sind 2,289 Gramm Helium (wenn es sich um einen Aluminiumballon bei STP handelt; wenn es sich um Latex handelt, sind es mehr, weil es komprimiert ist).

Wenn daraus plötzlich 22,89 g Helium werden würden, müsste diese Masse irgendwo herkommen.

(Hinweis: Es wird nicht von einer Masse in der Nähe kommen.)

Es wird also von Energie kommen, mit freundlicher Genehmigung von E=MC^2.

Wie viel Energie? 2,0573*10^14 Joule.

(Nebenbemerkung: Sie haben derzeit wahrscheinlich mindestens 1000 davon in Ihrer Stadt. Diese Energie entspricht etwa dem 1,2-fachen der Energiemenge der Sonne, die in einer Sekunde auf die Erde trifft. Das ist eine MENGE Energie.)

Wie stark würde sich das auswirken?

Nun, wenn Sie ein 1800 Fuß² großes Haus haben, das im Durchschnitt 8 Fuß hoch ist, haben Sie 520,05 kg Luft darin.

Diese 2e14J Energie würden eine Temperaturänderung dieser Luft von 5,511*10^8 K verursachen.

(Hinweis: Es wird sich nicht so viel ändern; es würde zusammen mit jedem anderen Ballon die Welt einfach einfrieren.)

Und das ist nur der Partyballon, den du noch von der Geburtstagsparty letzte Woche hattest... Ganz zu schweigen von all den anderen Ballons und anderen Verwendungen für Helium.

Der einzige andere Ort, an dem diese Masse herkommen könnte, ist eine andere Masse – was bedeutet, dass entweder Wasserstoff zu Helium verschmolzen wird (Tipp: setzt eine Tonne Energie frei) oder schwerere Elemente zu Helium gespalten werden (Tipp: absorbiert Energie) . Ich habe die Zahlen nicht durchlaufen, aber ich vermute, dass diese schädlicher sein würden.

Wenn Sie nicht wollen, dass die Welt stirbt, markieren Sie Ihre Frage nicht als „wissenschaftsbasiert“. Sie ändern buchstäblich ein fundamentales Gesetz der Physik für ein einzelnes Element und ändern dann die Gesetze der Physik weiter, um zu verhindern, dass alle sterben .

Hängt davon ab, wie das Helium plötzlich an Gewicht zunimmt und wie weit verbreitet diese Änderung ist.

Wie

Um Helium dichter zu machen, müssen Sie das Gewicht der einzelnen Heliummoleküle erhöhen. Oder Sie müssen eine spezielle Art von Magie anwenden, die die Geschwindigkeit von Heliummolekülen auf einen Bruchteil ihrer normalen Brownschen Bewegungsgeschwindigkeit beschränkt (dh sie verlangsamt und dafür sorgt, dass sie weniger Volumen für ihr Gewicht einnehmen).

Wo

Wenn es im gesamten Sonnensystem ist , dann wird die Sonne sicherlich Probleme bekommen – schließlich lebt sie davon, Wasserstoff zu Helium zu verschmelzen. Wenn Helium plötzlich schwerer wird, muss diese Masse irgendwo herkommen, und das wird höchstwahrscheinlich den regulären Fusionsprozess stören. Außerdem wird alles Helium, das bereits produziert wurde und sich im Kern der Sonne ansammelt, schwerer, und so wird die Schwerkraft der Sonne plötzlich zunehmen und ihr schönes Gleichgewicht stören. Wenn Helium nur durch Magie verlangsamt wird, nimmt sein Volumen plötzlich ab, und so wird der Kern der Sonne plötzlich schrumpfen. In beiden Fällen: Es wird zumindest wochenlang schreckliche Sonneneruptionen geben, wenn es der Sonne gelingt, sich zu stabilisieren. Wenn nicht, könnten wir es damit zu tun haben, dass die Sonne plötzlich zur Nova wird.

Nur Erde : Wenn Helium schwerer als Luft ist, sinkt es zu Boden. Es gibt 5,2 Teile pro Million in der Atmosphäre; Eine grobe Schätzung hat 10 km Atmosphäre, also sollte sich Helium etwa 5,2 cm hoch auf dem Boden ansammeln. Da es von höher gelegenen Böden bis auf Meereshöhe fließen wird, könnte das Rudern eines Bootes auf dem Ozean gefährlich werden, und ich bin mir nicht sicher, was die Fische im Wasser (und die im Ozean lebenden Säugetiere) tun werden.

Helium wird in der Industrie zum Unterkühlen von Magneten usw. verwendet. Es hat einen Schmelzpunkt von -272 °C, und die Verlangsamung seiner Moleküle wird diesen Schmelzpunkt sicherlich um zehn, wenn nicht hundert Grad erhöhen. Dadurch werden alle technischen Anwendungen, die mit Helium kühlen, plötzlich heiß.

Helium ist auch ein Nebenprodukt des radioaktiven Zerfalls (Alphastrahlen sind Heliumkerne). Keine Ahnung, wie der radioaktive Zerfall gestört wird, wenn plötzlich die abbrechenden Heliumkerne fünfzehnmal schwerer sind als normal (immerhin muss diese Masse ja irgendwo herkommen). Die Alphastrahlen selbst sollten viel von ihrer ohnehin geringen Durchschlagskraft verlieren (kann durch ein Blatt Papier gestoppt werden), aber da sie viel schwerer sind, werden sie wahrscheinlich viel mehr Schaden anrichten, wenn so etwas wie Jod-13 eingenommen wird. Darüber hinaus besteht überall dort, wo Alpha-Zerfall in einem geschlossenen Raum stattfindet, ernsthafte Erstickungsgefahr (es kann nicht herauskommen, also häuft es sich wie Kohlenmonoxid an).

Taumelnde Luftballons wie in Ihrem Doodle sind bei weitem die harmloseste Nebenwirkung von schwererem Helium. Und da viele DIY-Youtube-Anleitungen für schwimmende Ballons alle Wasserstoff aus einer Redoxreaktion erzeugen (NICHT ZU HAUSE MACHEN - Wasserstoff ist leicht entzündlich, siehe Hindenburgh!), Werden noch viele Ballons schwimmen.

Es sei denn, Sie machen auch Wasserstoff plötzlich dichter.

Eine zehnfache Erhöhung der Dichte wird heliumgekühlte Kernreaktoren töten.

Helium wird für Auftrieb, niedrigen Siedepunkt (Supraleiter) und Wärmeübertragung/Arbeitsflüssigkeit verwendet.

In letzterer Hinsicht sind die einatomige Natur von Helium und insbesondere sein niedriges Molekulargewicht von entscheidender Bedeutung. Die einzige Möglichkeit (nach unserer Physik über das ideale Gasgesetz), die Gasdichte (bei gleichen Bedingungen) zu erhöhen, besteht darin, die Molekülmasse zu erhöhen. Eine 10-fache Erhöhung der Heliumgasdichte würde Kernreaktoren, die gasförmiges Helium verwenden, zum Scheitern bringen. Die Erhöhung der Dichte würde den wichtigsten Wärmeentfernungsmechanismus um das 10-fache (es könnte ein Quadratwurzeleffekt sein (aber immer noch sqrt (10) ~ = 3,16 ..., meine statistische Mechanik ist verschwommen)) weniger effektiv machen. Ich würde es nicht tun wollen Rückenwind sein!

Es wird auch andere Geräte produzieren, die gasförmiges Helium verwenden, entweder als Arbeitsflüssigkeit (einige Stirlingmotoren) oder als Wärmeübertragungsflüssigkeit in nichtnuklearen Anwendungen (einige Chipverpackungen, oder wurde diese Technologie {IBM, da bin ich mir ziemlich sicher) aufgegeben ?)