Занимаетесь химией под водой?

Я думаю, что вы на правильном пути, и это действительно забавный вопрос. Я думаю, что проблемы, которые вы упомянули о таких вещах, как выделение тепла, являются гораздо более серьезными препятствиями, чем химия в жидкой среде. Во всяком случае, для водной расы. Я собираюсь сосредоточиться главным образом на последней части вашего вопроса: «Как будет выглядеть их путь развития?»

Я думаю, что их первая химия будет связана с едой. Без возможности солить и сушить вещи для консервации такие процессы, как ферментация, могли бы быть ранним способом хранения и выдержки пищи. Это также альтернатива приготовлению пищи без использования тепла. Что-то, что производит густую слизь, например, лягушачьи яйца или водоросли с нерастворимым каучуковым соком, вероятно, станет достаточно толстым барьером для вашего подводного кимчи, чтобы процветать. Затем вы начинаете просверливать отверстия в кораллах или скалах, чтобы защитить пищу, пока она стареет. Если вы собираетесь заставить керамику работать под водой без тепла, вы, вероятно, начнете искать химическую реакцию, чтобы затвердеть / вылечить ее.

Это хорошее место, чтобы упомянуть, что если это инопланетный мир, то флора и фауна будут источником вдохновения для ученых. Например, прозрачные, устойчивые к давлению экзоскелеты крупных водных животных могут помочь вам избавиться от ранней стеклянной посуды. Это также хорошее место, чтобы упомянуть, что водная раса, которую вы упомянули, вероятно, будет иметь очень разные физические переносимости по сравнению с людьми. Как близко они могут подплыть к геотермальным источникам? Может быть, жара для них не такая уж большая проблема...

Понимание и манипулирование давлением, особенно давлением воды, было бы ранним развитием. Ваше «полностью погруженное в водный раствор» мы полностью исключаем поверхность, поэтому я продолжу и предположу, что мы говорим о луне с ледяной поверхностью или что-то, где просто нет подъема после определенного момента. Так что спускаться вниз — единственный путь для наших морских обитателей, когда они хотят исследовать новую территорию или следовать за мигрирующей добычей. Им, возможно, не придется иметь дело с дыханием под водой, но им все равно придется выдерживать давление и, возможно, перепады температуры. Им нужны технологии, чтобы помочь им в этом.

Если бы это был я, я бы обманул и дал им рыбу-фугу, которая работает с химической реакцией. Ест ракушки или что-то в этом роде и смешивает их с кислотой в органе, чтобы сверхбыстро раздуваться даже на глубине. Тоже начинает взлетать, как ракета. Это вдохновило их на разработку технологии производства пузырьков газа, поскольку даже при низких температурах газ можно было бы собирать медленно с течением времени. Поскольку все, что вам нужно, это перевернутый сосуд, сдерживание будет относительно простым, поэтому вам не понадобится много сложных технологий, чтобы сделать аналог перчаточного ящика, как показывает ответ Датча.

Даже без причудливых рыб- пузырей из их примитивных бутылей и ферментеров выходили бы потоки пузырей. Они могли поймать тех. Возможность собирать и улавливать газ была бы ОГРОМНЫМ скачком в управлении плавучестью. Возможность сделать груз невесомым, вероятно, была бы для них столь же важна, как колесо для нас.

Имея подходящие природные ресурсы, охотничье общество рано бы открыло для себя токсикологию. Я представляю высокоядовитых морских змей, которых наши мерфолки ловят и доят, вонзая свои клыки в мясо улиток, а затем запечатывая раковину улитки глиной. Токсин будет извлечен позже, чтобы облегчить охоту на более грозную дичь. Распространение и концентрация, безопасное хранение и обращение — все это необходимые исследования не только для производства и использования таких инструментов, но и для исследования. Есть ли подводные озера или течения, насыщенные тяжелыми солями? Есть ли в них кислород или это мертвые зоны? Им нужны способы обнаружить эти вещи, в идеале, до того, как в них вляпаться.

Я бы надеялся на какую-то форму эпоксидной смолы или термореактивного клея в качестве довольно ранней разработки. Как только они начнут развиваться и станут надежными, вы перейдете к композитным материалам (таким как микарта). Если вы сможете сделать эти композиты достаточно сложными, вы найдете альтернативные решения для большинства наших металлических изделий, даже не нуждающихся в нагреве. Идея состоит в том, чтобы попытаться найти обходной путь, чтобы перевести наших солёных приятелей на пластик без металлургии. Я полагаю, что потенциально у них есть доступ к неограниченному свободному давлению ... Они могли бы заставить свои пластмассы схватываться / сплавляться, погрузив их очень глубоко, а затем намотав их обратно. Они могли бы использовать тот же процесс и для керамики.

Говоря о фарфоре, санитария, вероятно, была бы довольно сумасшедшей для водного общества. Получайте удовольствие, выясняя, как работают туалеты. Вот мой голос: я думаю, что в подвале вашего подводного жилого комплекса есть большая комната, полная газообразующих водорослей, которые они используют. Это аналог водонапорной башни на Земле: газ течет вверх по центральной трубе и соединяется, чтобы дать вам «текущий газ» вместо «водопроводной воды». Также вытягивает вакуум, если вы достаточно хорошо его загерметизируете и настроите правильные клапана. Чтобы воспользоваться туалетом, нужно было перевернуться вверх дном, сесть на мыльный пузырь, заняться своими делами, а потом смыть все это с потолка. Его выведут из здания по пологому воздуховоду, который соединится с канализацией далеко над городом.

Потому что давайте будем честными, для этих людей очистка сточных вод > огонь. Подводные обоняние и вкус фактически являются одним и тем же чувством. Если вы можете попробовать загрязнение и сточные воды вашего города... что ж, думаю, их парфюмерная игра была бы кстати, а эфирные масла действительно были бы необходимы.

Во время учебы в аспирантуре мне приходилось работать с некоторыми материалами, которые были довольно реакционноспособными: как только они подвергались воздействию кислорода или воды, они реагировали с ними очень бурно, оставляя бедного студента с поврежденным образцом или, что еще хуже, с образцом, который самопроизвольно загорелся.

Решением для обращения с этими материалами и сохранения жизни студентов было использование перчаточных ящиков.

Эти коробки герметичны и снабжаются сухим азотом, что позволяет работать с материалами, с которыми невозможно работать на открытом воздухе. Существуют аналогичные концепции обращения с высокорадиоактивными материалами.

Используя аналогичную концепцию, можно заниматься химией под водой.

Но бардачок появился относительно недавно, у Лавуазье и у всех химиков до него его не было.

Однако есть примеры реакций, которые происходят, даже если окружающая среда выглядит неподходящей, например, переваривание жиров/масел, осуществляемое в водном растворе (по сути, капельная химия), или существование биологических клеток и всех химических реакций, которые они протекают. выполнения, которые представляют собой растворы на водной основе в другом растворе на водной основе, с липидной мембраной, разделяющей их (опять же химия капель).

Поэтому да, если вам удается создавать капли и управлять ими, вы на правильном пути для запуска химии в подводной среде, пока не сможете построить что-то вроде перчаточных ящиков.

Легкость получения информации будет зависеть от особенностей окружающей среды и может быть серьезно ограничена. «Легчайшей» ситуацией была бы цивилизация, базирующаяся на мелководье с доступом к материалам побережья и выходом на поверхность. Сложнее было бы цивилизации, базирующейся в глубоком море вдали от суши. И тяжелее всего будет цивилизации, действующей на большой глубине, без доступа к поверхности или морскому дну.

Вопрос будет заключаться в наличии материальных субстанций для экспериментов, подходящих опорных структур и доступа к границе раздела фаз (жидкое твердое тело — морское дно или жидкий газ — поверхность).

Одно большое неизвестное — это уровень технологий. Поскольку развитие химии и технологии тесно связаны, трудно понять, с чего начать. Но эта отправная точка, вероятно, не будет похожа на нашу. Одной из первых человеческих технологий был огонь, которого не было в водной цивилизации.

Учитывая такие технологии, как стеклянные бутылки, электрические насосы и тому подобное, было бы относительно легко проводить всевозможные эксперименты под водой. Но проблема в том, что стеклянные бутылки и электрические насосы трудно изобрести под водой без доступа к высоким уровням тепла. А высокий уровень тепла, доступного под водой, например, из-за вулканизма, вероятно, поджарит все, что окажется слишком близко.

Они могли бы хорошо изучить физическую химию по тому, как газы в мочевых пузырях ведут себя на разных глубинах, но без соответствующих сдерживающих сосудов это было бы чрезвычайно сложно. Если технология предполагается, то это возможно, но это было бы в некотором роде обманом, поскольку у них не было бы этой технологии.

Хорошо, слегка левый ответ на этот вопрос. Предполагая, что вы находитесь в океане, эквивалентном земному, вам никогда не понадобится заниматься химией исключительно под водой.

У вас есть поверхность воды, у вас есть подводные вентиляционные отверстия, у рыб есть плавательные пузыри и т. д. Если вы будете осторожны, вы можете «собрать» их с чем-нибудь водонепроницаемым (кишки и т. д.). Возможно, вы даже сможете найти « заполненные газом » пещеры, хотя без особых усилий вам будет сложно поддерживать любое соотношение газа.

Над поверхностью мы содержим жидкости и твердые тела в вогнутых сосудах с отверстиями, направленными вверх, и наклоняем их, чтобы вылить содержимое.

Под поверхностью вы можете содержать газы в вогнутых сосудах с отверстиями, направленными вниз , и наклонять их, чтобы вылить содержимое (по крайней мере, для нерастворимых в воде газов; совсем не годится для аммиака, галогенидов водорода или сероводорода). оксиды серы).

Но и из такого сосуда можно выгнать воду , вытеснив ее газом. Поддерживать подобную газонаполненную среду, вероятно, проще, чем поддерживать вакуумную среду на поверхности Земли, потому что нет перепада давления, борющегося за его преодоление.

Однако большой улов будет в тепле. Почти каждая часть химии связана с добавлением тепла к веществам или отводом тепла от них, а поскольку вода передает тепло гораздо эффективнее, чем воздух (путем теплопроводности, конвекции и даже испарения/конденсации), управление температурой потребует гораздо больше усилий, чем оно есть на самом деле. для нас, обитателей поверхности. Кроме того, огонь — очень удобный источник тепла, и он практически недоступен под водой. Может класс алхимиков строит свои лаборатории вокруг термальных источников на дне океана...?