Возможен ли вакуумный шар?

Возможен ли вакуумный шар с этой идеей?

Как известно, вакуумный баллон с использованием материалов, которые мы имеем в нашем распоряжении, невозможен из-за сильной силы, с которой они вынуждены сопротивляться наружу.

Я задал этот вопрос об обмене стеками физики и еще не получил ответа.

У меня есть идея, и я хочу знать, есть ли что-то, что делает невозможным.

    Постройте воздушный шар из графена, который очень светлый и он тоже проводящий.
    Поскольку графен не является воздухонепроницаемым, накройте графен (который еще не надут) с хорошим электрическим изолятором, который также является воздухонепроницаемым.
    Теперь сделайте заграждение магазина графена.
    Это будет оказывать силу изнутри, поскольку электрические заряды на графене отражают друг друга.
    Это заставляет воздушный шар раздуваться при наличии вакуума внутри.

Теперь у меня вопрос, есть ли какие-либо теоретические проблемы (не технические проблемы) с этой моделью?

добавлено 04 Апрель 2015 в 08:11 автор hwat отредактировано 07 Апрель 2015

Обратите внимание, что обсуждение на engineering.stackexchange.com/a/111/77
добавлено 05 Апрель 2015

автор Darren Kopp, источник

Описанный подход «накачивания» баллона по-прежнему требует сверхсильных материалов, чтобы предотвратить давление от пробивания материала баллона внутрь между промежутками (при условии, что они больше молекулярного размера, так как баллон должен расширяться, чтобы этот подход работал). Вместо этого графеновая оболочка должна быть сконструирована по окончательному размеру и внутренняя эвакуация. Электрический заряд обеспечивает балансирующую силу, а не чрезмерную силу, чтобы расширить баллон. Я до сих пор не знаю, является ли это жизнеспособным, поэтому комментарий не отвечает, но я считаю, что

добавлено 03 Август 2016
автор Marek Grzenkowicz

Это не так хорошо известно, как вы считаете, что «вакуумный баллон с использованием материалов, которые мы имеем в нашем распоряжении, невозможен». Я сделал анализ конечных элементов с моим соавтором и нашел это возможным с помощью сферической оболочки сэндвич. akhmeteli.org/wp-content/uploads/2011/08/…

добавлено 30 Апрель 2015  автор Guy
При обсуждении там речь идет только о механических силах. Здесь я пытаюсь понять, можем ли мы сделать это с помощью электрических сил.

добавлено 06 Апрель 2015 в 02:17, автор hwat, источник
4 ответы

Я думаю, что это (теоретически) возможно, но это не сработало, когда я пытался. Моя основная проблема заключалась в том, что у меня не было хорошего способа остановить требуемый высокий заряд от ионизации окружающего воздуха.

Я случайно разместил дублирующий вопрос на форуме физики ...

добавлено 04 Февраль 2016  автор Chandran Goodchild

Давайте полностью пренебрегаем материальной прочностью и просто рассмотрим давление воздуха и силу от электрических зарядов.

Air pressure is 101325 Pascals, or 101325 Newtons per square meter. That means that the net force on one square meter of material must be equal to that force in order to prevent the balloon from breaking.

Я совершенно злоупотребляю здесь, но давайте дадим материалу плотность заряда $ \ mathbb {Q} $ кулонов на квадратный метр - другими словами, на один квадратный метр материала лежит $ Q $ кулонов. Баллон имеет радиус $ r $, что означает, что (при условии, что это сфера) площадь поверхности равна $ 4 \ pi r ^ 2 $, а суммарный заряд равен $ 4 \ pi r ^ 2 \ mathbb {Q} $

Сила на этом квадратном метре от электрического заряда, следовательно, $$ F = k \ frac {4 \ pi r ^ 2 \ mathbb {Q} Q} {r ^ 2} = 4 \ pi k \ mathbb {Q} Q $$ Для работы баллона эта сила должна быть равна 101325 Ньютонам. Это означает, что $ \ mathbb {Q} \ approx 9.47 \ times 10 ^ {- 4} $ кулонов на квадратный метр. Не плохо. Кажется правдоподобным.

добавлено 05 Апрель 2015 автор EndangeredMassa
 
@hwat: за исключением того, что радиус сферы с радиусом 0,1 м заряжается примерно до 10 ^ 7 В, если я не ошибаюсь.

добавлено 30 Апрель 2015 автор Guy
Интересные расчеты.

добавлено 06 Апрель 2015  автор hwat

О проблемах с вакуумными воздушными шарами заключается в том, что потенциальные выгоды от использования водорода или гелия на самом деле довольно малы, примерно на 10%. С другой стороны, разница между напряжением между содержанием gat при окружающем давлении или вокруг него и безопасным вакуумом на порядок выше.

Это усиливается тем фактом, что баллон, заполненный газом, может позволить себе немного протекать, поскольку разность давлений внутри и снаружи небольшая потеря газа будет медленной, если у вас нет действительно большой дыры. Однако в случае вакуумного контейнера любая утечка приведет к быстрой потере вакуума и может даже привести к катастрофическому разрушению конструкции.

Конечным результатом этого является то, что независимо от того, какие экзотические материалы вы можете разработать, вам все равно будет лучше использовать их в качестве кожи газонаполненного воздушного шара, поскольку основной эффект от торговли по-прежнему применяется.

Иначе говоря, что-то вроде графена может сделать вакуум  Воздушный шар может быть вероятным, что гелий/водородный баллон все равно будет лучше.

добавлено 18 Январь 2016  автор Chris Johns

Это вообще не затрагивает вопрос. Кажется, что ОП понимает трудности с вакуумными шарами. Вопрос состоял в том, можно ли использовать электростатический заряд для обеспечения некоторого давления, необходимого для противодействия атмосферной нагрузке внутрь.


добавлено 19 Январь 2016  автор hwat

Сделайте обратный Farnsworth Fusor! Небольшой газ гелия в воздушном шаре майлар с особыми соображениями, сделанными для поляризации внутренней поверхности металла в качестве конденсатора с землей, являющейся вашей трубкой для подачи газа! Плазма будет ускоряться из-за земли как положительные ядра гелия, чтобы нейтрализовать на отрицательных стенках баллона. Поскольку электроны, текущие на землю, действуют с небольшой силой, а провод заземления может быть изолирован до тех пор, пока не возникнет поток плазмы, вам не нужно беспокоиться о электростатическом притяжении к земле, преодолевая самоотталкивание сильных отрицательных пластин и сильное давление плазмы гелия!

добавлено 03 Август 2016 автор Taylor

Это не имеет большого смысла. Он будет использовать много энергии. Стены баллона будут размыты и/или расплавлены, и есть ли какой-то момент, поскольку он все еще нуждается в гелии, и я даже не уверен, что это практично, чтобы электроды требовали, соединений и не создавали бы большого давления?




Сходу скажу, ко всему АПсалютНА прочитанному, что (8)АлукаВ(8О8)ВакулА(8) точно ЛУКАвыЙ  БудиТ всегда с теми кто НАХватался ВРИМне сущЕМ ШИПко заумных фраз ли, фОРмМмул ли  заВумных ВЕРЬ ХУшек )))))) и ОСЛОВеЧЕК  от которых  ГОРЕ АДумА и ГОЛ ЛОВ о ЛОМка  АДналишь ))))))

Накуй нам лЯД знать про какие то ионы ли котТОКли КАТЪиОНИли бродящих по ДУБУ ли цепИпец ли той ))))))

Надо просто пАнять, что ВЕЗДЕСУЩИЙ и ВЕЧНЫЙ  ВСЕРОДный (электроАТОМ ВСЕРОД по РЫБНИКОВУ Ю.С.) он же  ВАКУУМ, он же ТОП ПОТ ТОК, он же ......, ОН ЖЕ .....,  сиречь то же "ДАВление", та же иная ПЛОТЬнОСЬ  ВСЕРОДА токМА наОБАрот !!

И усё ))))))

А ДАЛееЛАД запрягай ОнОе  и в хвост и в гриву !! но !! только ОТЧЕнь ОСТО РОЖна и ПОСТ степенно и БЕС жАД НОСтей (перегибоф), применяя мнОгОслОйнО пОристО ШАРикОгОнЬный  МАКРА А ЭРА гелЬ(ий)

........(((((((( !!!!!!!! ОО ОО ОО ОО 8ОО8 ОО ОО ОО ОО !!!!!!!! ))))))))........

И ПАРИ, ВОЗ ДУХ АпЛАВАй  хоть в АТОМ ОСЬ СФЕРЕ, хоть в предКОСМОСЕ, хоть в ПАРАлелльных ВСЕЛЕННЫХ !!!!!!!! 


Мало того ЛЮБОЙ  АПсалютНА  ШАР  - он в той иЛи иной мере МИРЕ  ВАКУ УМНЫЙ  (отчасти)
пАТОМУ что "замкнутый = закрытый"  ОСьТРАВок САМ в СЕБеБЕС = на СЕБяБЕС !!
........ (((((((( ОО )))))))) ........