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将小盒子抽成真空,能飘起来吗? 第1页

  

user avatar   xu-ke-92-75 网友的相关建议: 
      

你们先别忙着嘲讽题主~其实题主问得好啊!

问题的答案显然是:可行,完全可行,非常可行;唯一的问题是,即便题主预想中强大的能抵御大气压的外壳被开发出来,这个方案在地球上的宏观应用中也很难有任何经济上的优势。

密度差是浮力的驱动力。如果使用氢气的话,这个密度差是空气的93%; 如果像楼主那样使用真空的话,这个密度差是空气的100%。也就是说,如果不考虑其他问题,楼主的方案只能多提供7%的浮力。

与此同时,氢气球所需的材料不需要硬度,只需要密闭性和抗燃性,比如某些橡胶产品;而楼主的方案则需要高大上的又坚硬又密封又阻燃的外壳材料,以及不得不搞一个真空泵防止热力学上必然出现的渗漏(这货同时需要大量的能量驱动)。因此,在材料方面,即便出现了符合题主要求的材料,成本也无疑比氢气球高出很多。

另外,在安全方面,大型氢气球如果出现点泄露,只要不着火,那么只会慢慢下降,因为内外压差比较小;这种情况下,有充足的时间进行补漏。如果用氦气球,连燃烧的可能性都没有。而楼主方案一旦出现空洞,压差会是整整一个大气压,那就是根本停不下来的节奏。

因此,楼主的方案可以归结为:

原理上可行,经济上太贵,安全性不靠谱。、


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但是!这并不代表这个想法在任何情况下都不靠谱!

如果是在木星土星太阳这种大气层以氢为主的星球,楼主的方案可能是唯一的基于浮力的可行方案!(感谢

@ChengJian

同学提醒,热气球也是一个选项,所以并非唯一;以及,准备质疑 “在到处是氢气的地方使用热气球会不会很危险”的同学请自觉手持初三化学教材面壁思过。)

如果有一天氢气和氦气的价格突然暴涨,而所谓密封高硬度材料实现了大规模生产,楼主的方案也将在经济上合理化~(当然我觉得这个事情不太容易发生……)

最后,如果”飞行器“小到纳米尺度,现有材料的强度完全可能满足要求。这是因为在这个尺度上材料本身的不均匀性和瑕疵/裂缝的影响可以被很好地消除。 比如,直径百纳米级的超大的富勒烯分子什么的完全可以理解为内部是真空而且可以浮起来的的碳制球形盒子嘛~~此时,化学键被直接用来对抗大气压,简直so easy。如果需要这种纳米尺度的浮力载具,说实话往里充气的难度很可能要比真空要高不少呢~

所以还要根据场合,经济,尺度什么的分情况讨论~嗯~

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我很欣赏楼主的态度,最后问的是“是不是有什么技术难点”,而不是“这么简单那帮脑残科学家为什么想不到”




  

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