Отделение легких газов от тяжелых без химии

Не без дополнительных средств.

В вопросе по химии, который вы упомянули, в выбранном ответе обсуждалась энтропия как одна из причин, по которой газы не будут разделяться в атмосфере. Это означает, что даже при отсутствии турбулентности газы в атмосфере оставались бы перемешанными.

Однако вы можете использовать нехимические средства для разделения газов:

1. Сила тяжести. Разные газы действительно по-разному распределяются в атмосфере. Но вам нужно подняться на несколько километров выше, чтобы увидеть заметное увеличение концентрации более легких газов. Вы можете поместить свою газовую смесь в быструю центрифугу, и в центре этой центрифуги газ будет богаче водородом, гелием и другими легкими газами. Повторяя процесс, вы можете получить эти газы достаточно чистыми.

2. Температура. Разные газы имеют разные точки конденсации. При сильном холоде в газообразном состоянии останутся только водород и гелий. Метан, с другой стороны, будет конденсироваться при более высокой температуре (-161°С), чем воздух (-194°С).

3. Размер молекулы. С помощью мембранного фильтра можно разделять различные газы. К счастью, молекулы и атомы водорода и гелия малы, и их должно быть легко разделить.

Как цивилизации стимпанк получают подъемный газ?

Вам нужен " Синтез-газ ". Это то, что нужно всем хорошим парням, жаждущим полета и приключений. Как мне сделать этот газ, спросите вы? Ну, раз ты так склонен, то я склонен сказать:

[...] производится путем пропускания пара над раскаленным углеродным топливом, таким как кокс:

Не позволяйте тому факту, что я могу объяснить химию, оттолкнуть вас, добрые ребята, потому что она проста в своем действии:

Оба продукта, угарный газ и водород , положительно реагируют на воздух, не требуют сложного вращения или охлаждения, просто подаются непосредственно в ваши дирижабли.

Достоинством этого является то, что это можно сделать с помощью ограниченного и примитивного или даже импровизированного оборудования в любом месте, где есть вода и топливо (например, уголь / дрова / древесный уголь), вы сможете взлететь из любой точки мира. с небольшим трудом, но без усилий.

Они оба немного чувствительны , поэтому «Не курить и не разводить открытый огонь» в непосредственной близости было бы хорошим правилом, которого должны придерживаться ваши слуги.

++++++++++

Для тех, кто должен знать, вот химия:

С + Н ₂ О => СО + Н ₂

_{Реакция эндотермическая, поэтому топливо необходимо постоянно нагревать, чтобы реакция продолжалась. Для этого вводят поток воздуха, который чередуется с потоком пара, чтобы происходило сжигание углерода.}

_{Это означает, что процент азота будет присутствовать, но не настолько, чтобы чрезмерно беспокоиться. Все рукопожатия и клятвы являются окончательными, никакой ответственности за пожары или третье лицо, никаких возвратов!}

Да, это можно сделать, но это не особенно легко.

Для смеси газов в гравитационном поле существуют две противоположные тенденции: (1) легкие газы будут стремиться собраться в верхней части сосуда, а более тяжелые газы — внизу, и (2) энтропия будет стремиться к однородному смешиванию газов.

Мы не можем контролировать энтропию, но мы можем контролировать гравитацию. Итак, либо начните с планеты-гиганта (Юпитер гораздо лучше разделяет газы, чем Земля), либо используйте центрифугу. Последнее может быть более практичным в большинстве случаев, так что давайте посмотрим на это.

Например, вот статья Разделение диоксида углерода и метана в противоточных газовых центрифугах непрерывного действия, в которой сообщается именно об этом. Это 100% физики и 0% химии и совершенно эффективно. Они разделяют углекислый газ и метан, и помогает относительно большая разница в молекулярной массе, но этот метод можно использовать для разделения любой пары газов.

Другим примером является разделение изотопов урана с помощью газовых центрифуг. Здесь уран превращается в газ, превращая его в UF ₆ и полагаясь на крошечную процентную разницу в массе между U ₂₃₅ и U ₂₃₈ . Это работает достаточно хорошо, чтобы стать серьезной геополитической проблемой.

Итак, итог: да. Викторианцы могли построить оборудование, которое будет отделять газы, используя только механические средства.

К вопросу о туалетах еще проще. Сейчас во многих местах мы собираем достаточно чистый метан из мусора. Рецепт: возьмите много-много мусора (отходы из туалета были бы отличным вариантом), запечатайте его в герметичный контейнер (мы складываем гору мусора на резиновый коврик, а затем покрываем все это резиной) и позволяем анаэробным бактериям делать свое дело. , высвобождая много метана в процессе. Основным газом, выделяющимся в куче, будет метан (вторым по важности является CO ₂ ), и если выпустить его через шланг, вы получите горючую смесь, хотя и не очень легкую. Используя рассмотренный выше метод разделения, можно получить достаточно чистый метан.