¿Cuánto tiempo puede sobrevivir 1 millón de grados?

Question

Le pedí a mi Papá que esta vez cuando tenía unos 14 años, y él dijo que no importa cuán corta sea la cantidad de tiempo que fueron expuestos a una gran temperatura, seguramente moriría. La conversación fue algo como:

Me:  What about a millisecond?
Dad: Of course not.  
Me:  A nanosecond?  
Dad: Nope.  
Me:  10^-247 seconds?  
Dad: Death.  

15 años más tarde todavía, creo que podría sobrevivir por cierta cantidad de tiempo, incluso a pesar de que había seguramente obtendrás un par de capas de cocido. Por lo tanto, ¿cuál es el periodo más largo en el que teóricamente podría soportar 1.000.000 grados F de calor y vivir para contarlo? Vamos a suponer que usted está usando ropa normal (un t-shirt, pantalones vaqueros, zapatillas de deporte, gafas de sol y una gorra de béisbol), que el aire alrededor de usted es la única cosa que se calienta, y que después de que el tiempo es tu amigo aerosoles con un extintor de fuego y el aire por arte de magia vuelve a un buen 73 grados F.

Answer 1

Permítanme mencionar que en el aire se calienta a 1 millón de grados no es un gas. Es probablemente el plasma.

Sólo del orden de magnitud de las estimaciones. Se toma unos segundos para el exterior, la temperatura de la piel caída o aumento de 1 ° C si el cuerpo de aire de la diferencia de temperatura es de 10 ° C o menos. Si se tratara de 1 millón de grados, es decir, 100.000 veces superior, el calentamiento de la piel sería aproximadamente 100.000 veces más rápido, pero parece probable que aun microsegundos aún estaría bien: que puede ser la escala de tiempo en que usted comienza a sentirse quemaduras.

Sin embargo, habría que analizar el comportamiento real de la "aire caliente", como usted la llama, es decir, el plasma. A un millón de grados, es ionizado y emite térmica de los rayos X. Este es un muy peligroso, la radiación ionizante. El propio plasma ionizado es, también. Estas condiciones probablemente conducirá a la creación de cáncer más rápidamente de lo que usted se quema con el calor. Lo más relevante de cálculo de calor respuesta sería probablemente acuerdo con el número de rayos-X de los fotones que puede "ordenar de no letalmente" absorber desde el "aire".

La radiación térmica es inevitable y dominante. El primer párrafo sólo se trató de conducción de calor. Pero la radiación térmica va como $\sigma T^4$ por lo que si la temperatura es 160 veces mayor que la superficie del Sol la temperatura, la radiación lleva $(160)^4\sim 10^9$ veces mayor flujo de energía que si usted está sentado junto a la superficie del Sol. Y los flujos de energía cerca de la superficie del Sol es de alrededor de $10^{5}$ veces mayor que en una playa soleada, por lo que la radiación térmica es de alrededor de $10^{14}$ veces más intenso que el de la radiación solar. Así que incluso si usted sólo ver esta radiación como un no-cancerígenos calor, el seguro, el tiempo puede ser reducido a algo así como $10^{-14}$ segundos. Cuando te das cuenta de que la energía de contar fuertemente subestima la influencia nociva de los rayos X, se llega a una corta escala de tiempo de seguridad, tal vez de $10^{-20}$ segundos.

En cualquier caso, estoy seguro de que usted nunca va a llegar a algo así como $10^{-247}$ segundos. Desde un punto de vista práctico, no pasa nada en estos extremadamente cortas escalas de tiempo, realmente no físico. Usted probablemente no absorber una sola térmica de rayos X de fotones durante ridículamente cortos periodos de tiempo tan corto exposiciones pueden ser llamados "totalmente seguro". También están totalmente imposible, por supuesto. Nunca se puede diseñar un interruptor que sólo "encender algo" por $10^{-247}$ segundos.

Answer 2

Más de 5 minutos...

Cualquier contacto con un material denso a un millón de grados sin duda sería bastante mortífero como Lubos señaló correctamente. Trate de calcular la energía térmica implicadas, que sería absorbida si "tocado" un bloque de metal (es decir, una alta densidad de plasma) a esta temperatura.

Por otro lado, añadiendo a Jerry comentario de el tiempo puede ser más largo si usted apenas tocar algo caliente. Resulta que esto es realmente una buena aplicación médica de los plasmas: usted puede quemar las bacterias en su piel, pero no demasiado, cosa que sucede: chorro de Plasma en el Diario de Física D, chorro de Plasma en geek.com.

El plasma es creado a partir de un 10kV fuente de voltaje, por lo que la temperatura de estas moléculas de gas sin duda será muy alto (pero tal vez no un millón). Por otro lado, la densidad es tan pequeño en comparación con el normal del aire circundante que no es mucho el daño a la piel que ocurre. Le tomó cinco minutos para "quemar" a través de 17 capas de bacterias, por lo que puede tomar un largo tiempo hasta que grave daño a su piel que ocurre.

Answer 3

El plasma se estaría podría ser de muy baja densidad y la presión. Podría ser casi vacío, sólo unos pocos átomos, pero con una velocidad muy alta. Así habría una temperatura extrema, pero el total de la energía térmica sería muy baja, y el gas se enfríe inmediatamente abajo por el contacto con su piel. En tal caso, no podría ser afectada por la temperatura. El único factor sería ¿cuánto tiempo podría sobrevivir en el vacío. Y puesto que la información sobre el cambio de presión que viaja por la velocidad del sonido, si el tiempo se ser lo suficientemente corto, su cuerpo no realmente cuenta de que él vacío.

Un fenómeno similar ocurre en nuestro sistema solar. El sol de la corona tiene alrededor de uno a tres millones de grados kelvin, pero dado que su densidad es de $10^{12}$ menor que la fotosfera del Sol, que irradia alrededor de una millonésima parte de la luz visible en comparación a la superficie del Sol.

Answer 4

Estoy con Lubo en que la radiación va a matar, pero sólo si la presión no te mata primero. 1.000.000 grados Fahrenheit es de alrededor de 500.000 grados Centígrados, por lo tanto, en las proporciones de la temperatura absoluta (Kelvin), que sería de alrededor de 2.000 veces la temperatura de la habitación. En un cuarto cerrado, que significa que usted está de repente debajo de 2.000 veces la cantidad de presión de aire. Dado que la presión atmosférica normal es de alrededor de $10 \text{ N/cm}^2$, usted estaría viviendo un repentino de $20.000 \text{ N/cm}^2$. Eso es más o menos equivalente a la de un coche sentado en cada centímetro cuadrado de su cuerpo. No sé cómo la rapidez con que el cuerpo puede implosionar, pero yo no esperaría a durar mucho tiempo.

Answer 5

Más heurística:

1 millón de grados Kelvin corresponde a 86 electrón voltios, lo que es más, por un factor de 10, que cualquier vínculo de disociación de la energía para un uso razonable de las moléculas.

El promedio de la velocidad de los átomos de oxígeno que viene para ustedes debe estar en el rango de 35000 m/s, es decir, 100 veces la velocidad del sonido (para el cálculo, he conectado "2*Sqrt[2*(constante de Boltzmann)*10^6 (Kelvin) / (Pi 16 * protón masa)]" en WolframAlpha).