Dekomprimieren sich Luftschleusen im Weltraum so heftig wie in Filmen?

Es folgt die Standardszene: Die Guten haben endlich die Feinde gefangen und bringen sie in eine Luftschleusenkammer auf einem Raumschiff. Ein Knopf wird gedrückt und sie gehen los, heftig angetrieben durch den Luftstoß, der sich von einer Druckzone in eine Zone mit viel geringerem Druck (Raum) bewegt.

Hier ist meine Frage: Wenn die Leute nicht sofort dekomprimieren , warum machen Luftschleusen das dann in Filmen? Wenn sich die Luft aufgrund der Ausdehnung bewegt, um den Druck zu verringern, warum sollte der menschliche Körper dann nicht dasselbe tun?

Denken Sie daran, dass der menschliche Körper nicht gasförmig ist. ;-)
Bei der Luftschleuse kommt es darauf an, wie plötzlich die Luft abgelassen wird. Menschen bestehen aus vielen Muskeln, Fett, Knochen usw. plus flüssigem Plasma in ziemlich starken Röhren plus Luft in den Lungen. Wenn sie nicht versuchen, die Luft anzuhalten, gibt es nicht viel zu dekomprimieren.
@Wouter Gas dehnt sich im Weltraum aus, weil Moleküle gegeneinander prallen, richtig? Wie wäre das anders als ein Feststoff? Liegt es nur daran, dass Gas nicht fest zusammengehalten wird (damit es sich freier bewegen kann)?
Die Atome in einem Festkörper sind aneinander gebunden, sodass sie Energie benötigen, um auseinandergezogen zu werden. Atome in einem Gas können frei herumspringen, also tun sie es.
Atome in Festkörpern sind gebunden und da Ihr Körper gewissermaßen eine feste Hülle ist, kann er Druckgradienten eine Weile standhalten. In einem Gas können sich Atome frei bewegen (und zwar ziemlich schnell bei ausreichend hohen Temperaturen). Emilio erhebt einen berechtigten Einwand gegen den Teil "Menschen gewaltsam wegsprengen": Die Luftmoleküle könnten sich mit hoher Geschwindigkeit ausdehnen, aber man könnte sich fragen, ob sie genug Schwung haben, um Menschen so wegzusprengen. Natürlich, wenn Sie zuerst mehr Luft in die Luftschleusenkammer einfüllen und sie dann plötzlich öffnen könnten, könnten Sie die Ergebnisse wahrscheinlich replizieren.

Antworten (2)

Menschen komprimieren nicht sofort, weil der Körper mehr oder weniger ein Druckbehälter ist. Es ist kein sehr guter Druckbehälter für den Umgang mit Vakuum, aber es ist etwas. Es ist der Druckwiderstand Ihres Körpers, der es Ihnen ermöglicht, Körperflüssigkeiten (aus Ihrem Mund, Ihrer Blase oder Ihren Arterien) zu versprühen. Als meine Frau mit meinem Sohn in den Wehen war, meldete einer der Sensoren, die sie überwachten, den Innendruck während ihrer Wehen in Pascal (obwohl Sie einen Geburtshelfer finden müssen, der Ihnen sagt, was ein typischer Uteruskontraktionsdruck ist, weil ich es meistens war gleichzeitig auf andere Dinge achten).

Gase haben diese Engstelle nicht. Stickstoff und Sauerstoff haben bei Raumtemperatur folgende mittlere Molekulargeschwindigkeiten

1 2 m v 2 = 3 2 k T v c = 3 k T m c 2 ≈ 3 ⋅ 25 m e v 30 G e v v ≈ 1.5 × 10 − 6 c ≈ 450 m / s ≈ 1000 m p h
Wenn Sie ein Gasvolumen bei Raumtemperatur entspannen, ist dies die durchschnittliche Geschwindigkeit des Gases, das sich in das Vakuum bewegt. Wenn Sie eine Luftschleuse drucklos machen, indem Sie die Luft durch eine 2 m 2 Türöffnung, du hast viel Schwung, um Dinge mit dir zu tragen.

Emilio Pisanty gibt in einem Kommentar ein schönes Beispiel: Wenn Ihre Luftschleuse die Größe eines Badezimmers hat (~ 20 m 3 ) und es wird schnell drucklos gemacht, so dass sich die gesamte Luft "plötzlich" mit thermischer Geschwindigkeit von der Tür wegbewegt, der Impuls der Luft ist vergleichbar mit dem Impuls eines Autos. Sie haben eine gute Intuition dafür, wie es ist, von einem Auto angefahren zu werden (Tipp: Es ist scheiße, selbst bei niedriger Geschwindigkeit); Aus der Tür der Luftschleuse geworfen zu werden, ist ein völlig plausibles Ergebnis, aber keine Gewissheit. Denken Sie daran, wenn Sie anfangen zu rechnen, dass die verfügbare kinetische Energie, p 2 / 2 m , geht weit nach oben, wenn man den Schwung eines Autounfalls nimmt und ihn in ein paar Kilogramm Luft steckt.

Beachten Sie, dass Sie in einer echten Luftschleuse den Druck langsam ändern würden . Wenn Sie in einem Raumschiff wären, in dem Luft eine wertvolle Ressource ist, würden Sie wahrscheinlich sogar die Luft aus der Luftschleuse in das Raumschiff pumpen, anstatt sie wegzuwerfen.

Hmmm. Es ist ein schwieriger Vergleich, aber Luft bei STP hat ungefähr ein Kilogramm pro Kubikmeter, also hätten Sie nur ein paar Kilogramm des Zeugs, und nur ein kleiner Bruchteil davon verleiht dem Zeug und / oder den darin gefangenen Personen tatsächlich Schwung der Fluss. Es fährt ziemlich schnell, aber wenn es, sagen wir, 20 kg Luft gibt, dann wird der Gesamtimpuls so etwas wie ein 1-Tonnen-Auto sein, das mit 20 km / h = 30 km / h fährt, was eine große, aber nicht riesige Menge an Impuls ist. Jemanden mit dieser Geschwindigkeit wegzuschicken, kostet ungefähr 10%, was mehr Transfer ist, als ich von rauschender Luft erwarten würde.
Also, wenn ich es richtig verstehe, meinst du kurz gesagt, dass sie von der immensen Kraft weggeblasen werden, die von der Luft ausgeht, die herausdiffundiert, bevor die Druckverluste im menschlichen Körper irgendeine Wirkung zeigen?
@New_new_newbie Ja. Die Zeit, die die gesamte Luft benötigt, um die Luftschleuse zu verlassen, ist vergleichbar mit der Zeit, die ein Luftmolekül benötigt, um durch die Schleuse zu flitzen, viel weniger als eine Sekunde. Anscheinend dauert es zig Sekunden, bis Druckänderungen den Körper wirklich beeinflussen.

Warum machen Luftschleusen das dann in Filmen?

Gute Frage. Warum haben Raumfahrzeuge in Filmen Flügel? Warum haben Produzenten in Scifi-Filmen alle möglichen Arten von nicht-physischem Unsinn?

Die Antwort auf diese Fragen ist einfach: Weil sie für so coole Spezialeffekte sorgen. Nimm nichts, was du in einem schlechten Science-Fiction-Film siehst, für real.

Echte Luftschleusen arbeiten derzeit sehr langsam. Vor dem Öffnen der Außenschleuse wird so viel Luft wie möglich in einen Vorratsbehälter gepumpt. Luft wird vermutlich auch dann noch ein kostbares Gut sein, wenn die Raumfahrt alltäglich wird. Warum diese Ressource verschwenden?

Der Druckunterschied zwischen innen und außen kann die Tür der Kabinenbucht festhalten und verhindern, dass sich die Tür öffnet, bis zumindest ein Teil des Gases aus der Luftschleuse entfernt ist.

Diese Art umgeht die Frage, was passieren würde, wenn Sie plötzlich eine Luftschleuse eines Raumfahrzeugs entriegeln würden, was meiner Meinung nach der Schlüsselteil des OP ist.
Außer du kannst es nicht . Die Frage des OP war das Luft- und Raumfahrttechnische Äquivalent einer Frage in der Art von "Was sagen die Gesetze der Physik, was passieren wird, wenn die Gesetze der Physik falsch sind?"
Überhaupt nicht, was ich gesagt habe. Ich fragte, warum in Filmen Luft aus Luftschleusen strömt . Ich habe nie nach einem Szenario gefragt, wie man Luft mit verrückter Geschwindigkeit aus einer Luftschleuse strömen lassen könnte, oder nach einem solchen Unsinn, um anzudeuten, dass ich nach einer heuchlerischen Situation gefragt habe.
Was "warum machen Luftschleusen das dann in Filmen?" Ich habe nicht gefragt, was der Zweck war, ich suchte nach einer Bestätigung, dass es unrealistisch ist.
Die meisten Raumfahrzeuge in Filmen operieren auch innerhalb der Atmosphäre, sodass Flügel nicht so lächerlich sind. (Nun, abgesehen davon, dass die Aerodynamik vieler dieser Fahrzeuge schrecklich ist.)
Dekomprimieren sich Luftschleusen im Weltraum so heftig wie in Filmen?
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