Wie könnte ich Eisatem wissenschaftlich erklären?

Flüssigen Stickstoff würde ich nicht nehmen. Ich würde flüssiges Kohlendioxid, CO2 verwenden . Dafür gibt es einige Gründe.

Physisch

CO2 kann bei Umgebungstemperaturen unter ausreichendem Druck als Flüssigkeit vorliegen. Stickstoff kann dies nicht, da seine kritische Temperatur viel niedriger ist. Einfach gesagt, bei jeder Temperatur über 126 K (-147 ° C) werden die Dichte (und andere Eigenschaften) von Stickstoffgas und Stickstoffflüssigkeit identisch, sodass es keinen Unterschied zwischen Gas und Flüssigkeit gibt und keine Verdampfungskühlung auftritt, wenn der Druck abgelassen wird. Wenn Sie also Stickstoff verwenden, benötigt Ihr Drache eine Möglichkeit, flüssigen Stickstoff zu speichern und ihn zu erzeugen.

CO2 hingegen kann bei Umgebungstemperatur als Flüssigkeit vorliegen, wenn ein ausreichender Druck darauf ausgeübt wird (56 atm bei 20 °C). Wenn der Druck durch ein einfaches Ventil abgelassen wird, lösen sich Moleküle von den Anziehungskräften in der Flüssigkeit, was Energie erfordert und daher eine Abkühlung bewirkt. Genau das passiert beim Einsatz eines CO2-Feuerlöschers. (Obwohl die Idee darin besteht, das Feuer zu ersticken, ist ein Nebeneffekt die Produktion von Trockeneis.)

Spaß mit Feuerlöschern (nicht zu Hause ausprobieren!) https://www.youtube.com/watch?v=Z3xyqfCZmSU

Wenn CO2 verdampft, benötigt es dreimal so viel Energie pro Masseneinheit wie flüssiger Stickstoff, daher wäre seine Kühlwirkung bei Umgebungstemperatur größer. Ironischerweise hat es gerade deshalb eine höhere Siedetemperatur als flüssiger Stickstoff: -78 °C bei Atmosphärendruck statt -195 °C. (Als zusätzliche Komplikation ist der Gefrierpunkt von CO2 höher als -78 ° C, sodass es nur dann als Flüssigkeit existieren kann, wenn sein Siedepunkt durch hohen Druck erhöht wird.)

http://www.engineeringtoolbox.com/fluids-evaporation-latent-heat-d_147.html

Chemisch / biochemisch

Woher bekommt der Drache sein Benzin? Wenn es sich um Stickstoff handelt, muss sie ihn aus der Atmosphäre holen und auf irgendeine Weise verflüssigen, entweder über einen Expander oder über einen separaten Kühlkreislauf, was beides biologisch unmöglich erscheint.

Wenn sie CO2 verwendet, kann sie es chemisch erzeugen, und es kann dann schon unter Druck stehen. Sie kann dies auf verschiedene Weise tun:

1. Verwenden Sie den normalen Stoffwechsel. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass sich auf diese Weise hohe CO2-Drücke aufbauen lassen, ohne das Blut zu übersäuern.
2. Verwenden Sie CO2 aus ihrem Feueratem, falls vorhanden. Dies wäre höchst ineffizient und hätte wiederum das Problem, CO2 bei Umgebungstemperatur zu erzeugen
3. Gehen Sie in ein gefrorenes Ödland und essen Sie CO2

4. Essen Sie Kreide und verwenden Sie diese zur Erzeugung von CO2 durch die Reaktion CaCO3 + Säure = Ca-Salz + CO2. Die Säure könnte aus dem normalen Stoffwechsel stammen.

5. Wie 4, außer dass die Säure aus einer externen Quelle stammt. Zum Beispiel kann der Drache zu einem Vulkan gehen und sich an Schwefel (Schwefel) ernähren, den er dann verbrennen könnte (wobei er feurigen Atem erzeugt, ohne die Unannehmlichkeiten, große Mengen an Brennstoff durch den Stoffwechsel erzeugen zu müssen). Wenn er kein Feuer atmet, atmet der Drache kann den Schwefel in ihrem Bauch langsam in SO3 und H2SO4 umwandeln und diese mit Kreide reagieren, um unter Druck CO2 zu erzeugen. Dies ist eine völlig realistische Möglichkeit für einen Drachen, eisigen Atem zu erzeugen, ohne Stoffwechsel- oder Maschinenbauprobleme. Das einzige verbleibende Problem sind Materialien, die bei feuerspeienden Drachen sowieso schon immer ein Problem waren.

Andere Gase

Andere geeignete Gase sind Propan (erfordert wiederum mehr Energie pro Masseneinheit als Stickstoff zur Verdampfung als Stickstoff, und ich kann aus Erfahrung sagen, dass sich ein Spritzer Propan kälter "anfühlt" als Stickstoff.) Der Drache könnte wählen, ob er eisiges Propan einatmet oder stattdessen entzünde es und spucke Feuer.

Kohlenmonoxid, CO ist eine weitere Möglichkeit (hochgiftig und mäßig entzündlich sowie ein Gas), aber sein kritischer Punkt liegt weit unter der Umgebungstemperatur, wie Stickstoff. Mehrere existierende Organismen nutzen Ameisensäure als Waffe, und Ameisensäure zersetzt sich katalytisch zu Kohlenmonoxid und Wasser.

Schwefeldioxid passt zur Schwefel-Idee. Es hat einen Siedepunkt von -10 °C, was vielleicht etwas hoch ist, und ist giftig und ätzend. Die chemische Erzeugung von SO2 unter Druck wäre wegen des Bedarfs an Luftsauerstoff schwierig, es sei denn, der Drache atmete die Luft ein und tauchte wie ein Pottwal in große Tiefen, um den Sauerstoff zu komprimieren.

Adiabate Kühlung könnte dafür funktionieren . Das allgemeine Prinzip wird unter anderem bei der Herstellung von flüssigem Stickstoff verwendet, sodass es durchaus kalt genug werden kann.

In diesem Szenario atmet der Drache einen Luftwirbel mit extrem hohem Druck, nicht anders als ein Luftwirbelrohr . Wenn der Wirbel das Maul des Drachen verlässt, dehnt er sich aus und kühlt dabei den Raum, durch den er fließt. Kühlen Sie diesen Raum ausreichend ab, und der Wasserdampf darin sollte schnell kondensieren: Kühlen Sie ihn weiter ab, und der Wasserdampf sollte schockgefrieren. Kombiniert mit dem Wind aus dem Atem des Drachen haben Sie etwas, das aussieht, als würde man Eis atmen und es nach vorne projizieren, obwohl der Drache tatsächlich nichts als Luft atmet.

Dies erfordert, dass der Drache in der Lage ist, extrem hohe Drücke in seinen Lungen zu erzeugen und der Hitze standzuhalten, die durch das Komprimieren der Luft auf solche Temperaturen entsteht, sodass der Drache (oder zumindest sein oberes Atmungssystem) nicht "schwach gegen Feuer" sein kann “, wie man es in manchen Geschichten und Videospielen sieht. Der Drache müsste auch in der Lage sein, das Gas bei diesem fantastischen Druck durch seinen Mund freizusetzen, ohne die Knochen seines Gesichts zu zerbrechen. Aber es ist nicht erforderlich, dass der Drache irgendwelche exotischen Substanzen enthält oder erzeugt.

Sie können eine viel geringere Version dieses Effekts selbst erzeugen, indem Sie einfach blasen. Versuchen Sie, die Luft gleichmäßig auszublasen, aber ändern Sie die Öffnung Ihres Mundes. Wenn dein Mund größer wird, sollte sich die Luft, die du bläst, wärmer anfühlen. Wenn Sie Ihren Mund sehr klein zusammenziehen, wird die Luft kälter: Sie werden auf diese Weise kein Eis machen, aber Sie sollten in der Lage sein, den Temperaturunterschied zu spüren. Mein Vorschlag ist im Wesentlichen dieser Effekt, sehr groß geschrieben.

Dies könnte ein Drache beispielsweise durch die endotherme Reaktion von Ammoniumchlorid, das in der Natur (in vulkanischen Regionen) vorkommt, und Bariumhydroxid, das aus der Natur synthetisiert werden kann, erreichen. Bariumhydroxid kann durch Zugabe von Wasser zu Bariumoxid gebildet werden, das durch Erhitzen von Bariumcarbonat entstehtdie auch in der Natur vorkommt (allerdings nicht in vulkanischen Regionen). Selbst wenn der Drache Schwierigkeiten hätte, das Bariumcarbonat auf die geeignete Temperatur zu erhitzen, könnte er die Reaktion durch den Einsatz von Katalysatoren / Enzymen erzwingen und durch ständiges Entfernen von Kohlendioxid aus der Blase (ein biologischer Standardprozess), die das Bariumcarbonat enthält, verschieben Gleichgewicht zum Bariumoxidzustand. Das resultierende Bariumoxid konnte herausgefiltert werden, indem die Blase mit etwas wie Ethanol gespült wurde, das Bariumoxid löst, aber kein Bariumcarbonat. Der Drache kann der Mischung möglicherweise auch Wärme zuführen, indem er eine heiße Quelle oder eine andere vulkanische Feinheit betritt.

Ammoniumchlorid ist nicht besonders giftig und wird manchmal sogar als Lebensmittelaroma verwendet. Bariumoxid ist eher ein Problem, da es ziemlich giftig ist, aber wenn es als Bariumcarbonat verdaut und in einer separaten Blase verarbeitet wird, sehe ich nicht, warum es ein Problem sein würde.

Der Drache konnte das in Ethanol gelöste Bariumoxid speichern, bis er bereit war, seinen Gefrieratem freizusetzen, und dann würde er Wasser in das Bariumoxid pumpen, das schnell aus dem Ethanol ausfallen würde, wenn es zu Bariumhydroxid wurde, das meistens ist unlöslich in Ethanol. Bariumhydroxid-Octahydrat ist ein Kristall, so dass das verbleibende Gemisch aus Ethanol und überschüssigem Wasser dazu beitragen würde, die Aufschlämmung in die Ammoniumchloridblase zu spülen. Diese Mischung würde dann schnell in die Atmosphäre ausgestoßen werden. Die Mischung kühlt auf ~-20 °C ab (je nach Volumen), was ausreicht, um die meisten Tiere einzufrieren. Als Nebeneffekt bekommen Sie auch einen starken Ammoniakgeruch, der sehr atmosphärisch ist (kein Wortspiel beabsichtigt).

Flüssiger Stickstoff scheint die offensichtliche Antwort zu sein. Es ist inerter, roher Stickstoff, der in unserer Atmosphäre in Hülle und Fülle verfügbar ist, und es ist nicht völlig unmöglich, ihn zu produzieren.

Alles, was Sie brauchen, ist, dass der Drache eine Art Stickstoffblase hat, in der er Stickstoff aus der Atmosphäre ansammelt (dies ist durch biologische Prozesse ziemlich machbar).

Wenn sie ausreichend gefüllt ist, zieht sich die Blase zusammen, um den Druck deutlich zu erhöhen. Dadurch wird das Gas erwärmt, sodass Sie ein Kühlsystem (z. B. Blutfluss) benötigen, um die Wärme abzuführen, und dann den Prozess fortsetzen (optional mehr Stickstoff hinzufügen), bis es flüssig wird.

Wir wissen, dass einige Lebensformen (wie Pistolenkrebse ) biologische Prozesse nutzen können, um kurzzeitig beeindruckend hohe Drücke zu erzeugen; der problematische Teil wäre wahrscheinlich, den Druck aufrechtzuerhalten (was hilfreicherweise auch verhindert, dass der Drache von innen zufriert), aber da Sie anscheinend bereits fliegende Drachen haben, erfordert dies nur wenig zusätzliches Handwinken.

Wenn der Drache seinen "Atem" verwenden möchte, stößt er den Stickstoff als Hochdruckstrahl aus. Abhängig von der Ausbreitung dieses Stroms kann er entweder eine große Reichweite haben und ein entferntes Ziel mit der superkalten Flüssigkeit bedecken oder sich darüber ausbreiten, sodass der Stickstoff verdampft und ein relativ größeres Volumen kühlt.

Es gibt wirklich zwei Möglichkeiten, die ich ohne weiteres sehen kann:

1. Endotherme chemische Reaktionen. Dies ist eine chemische Reaktion, bei der Sie zwei Reagenzien nehmen und wenn sie zusammengefügt werden, verbrauchen sie als Teil der Reaktion Wärme. Ihr Drache könnte also die beiden getrennt speichern, und der "Atem" wäre dort, wo sich die beiden schneiden und treffen, was Wärme verbraucht und den Bereich einfriert.

2. Druckänderungen. Denken Sie an Phasendiagramme - im Grunde sinkt der Gefrierpunkt von Flüssigkeiten, wenn Sie den Druck erhöhen. Dies bedeutet für Sie, dass ein Tier mit einem Hochdruckspeicherbereich beispielsweise unterkühltes Wasser in flüssiger Form unter dem normalerweise Gefrierpunkt gespeichert haben könnte. Es könnte dann das Wasser als Atemwaffe freisetzen, und es würde aufgrund des niedrigeren Drucks sofort kristallisieren und zu Eis werden, wodurch der Feind eingefroren würde.

Ich denke, endotherme Chemikalien sind Ihre beste Wahl, obwohl es vermutlich einen Grund gibt, warum Kreaturen sie auf der Erde nicht entwickelt haben.

1. Endotherme Reaktion - oder zumindest hoffe ich, dass es so heißt: Da es einige exotherme Reaktionen gibt (die Wärme erzeugen), gibt es auch endotherme Reaktionen, die die gesamte Wärme aus der Reaktion ziehen und sie effektiv einfrieren.

Also im Übrigen:

2. Es wäre kein Atem, sondern Spucke Irgendwo hörte ich, dass sich Gift in Schlangen aus wirklich sauren Spucken entwickelte. Wenn man es als Wahrheit annimmt, würde es Drachenarten mit sehr (???) Spucken geben, die eine kleine endotherme Reaktion auf der Haut der Beute verursachen würden.

3. Es wird nur gezielt funktionieren Mit meinen dürftigen Grundkenntnissen in Biologie und der Weisheit aus lustigen Internetvideos würde ich annehmen, dass solche Drachen nur (pelzige) Tiere einfrieren könnten: Ihre Spucke würde eine endotherme Reaktion am Körper ihrer Beute verursachen, was dazu führt, dass es bis zur Lähmung oder zum Tod einfriert. Ich würde nicht vorschlagen, dass ein solcher Drache alles einfrieren kann .

4. Machen Sie weit spuckende Drachen, um erfolgreich zu sein . Es macht evolutionär Sinn. Je weiter Sie spucken können, desto leichter bekommen Sie Ihre Beute.

5. Spucken mit Geräuschen verbinden So würde es aussehen , als würden sie tatsächlich den "Winter" ausatmen (blaue Spucken könnten den Trick machen).

Bitte schön. Es ist nicht felsenfest, aber ich denke, es ist eine plausible Theorie, mit der man arbeiten kann.

Ich denke, flüssiger Stickstoff ist aus allen von Mike L. genannten Gründen eine praktikable Wahl. Dieser Link führt auch zu einer Erklärung, wie lebendes Gewebe das Einfrieren überleben kann: Sie können Ihre Hand sicher in flüssigen Stickstoff stecken , der vollständig verkocht zum Leidenfrost-Effekt

*Ich hätte einfach einen Kommentar hinzugefügt, aber ich brauche mehr Repräsentanten.

Ich nehme an, Ihr Drache ist von der konventionellen Form und kann daher fliegen? Dazu muss er/sie einfach in eine anständige Höhe fliegen (vielleicht zwischen den Cirrus), wo die Temperatur natürlich unter der Freexing-Temperatur liegt – und dann atmet er/sie Eiskristalle, ohne dass zusätzliche Tricks erforderlich sind.

Ich denke, das Tier würde Folgendes benötigen:

1. Die Fähigkeit, Minustemperaturen im Inneren seines Körpers zu widerstehen. Vielleicht wäre dies mit viel Innendämmung und einem starken Innenwärmesystem machbar.

2. Es bräuchte eine Drüse, die Chemikalien produziert, die Objekte schockgefrieren lassen. Flüssiger Stickstoff ist hier die Chemikalie. Ihr Tier müsste in der Lage sein, viel davon zu produzieren und zu lagern, um es als Hauptwaffe im Kampf einsetzen zu können.