¿Flotaría en la atmósfera marciana un globo de juguete lleno de aire de la Tierra?

Casi seguro La atmósfera de la Tierra está dominada por nitrógeno, lo que le da una masa molar media de aproximadamente 29. La atmósfera de Marte está dominada por dióxido de carbono que le da una masa molar media de 43.3. Esto significa que la fuerza de flotación molar sobre el aire de la Tierra en la atmósfera marciana es de aproximadamente 14 gramos.

Por supuesto, el globo en sí tiene peso. El globo desinflado no puede exceder los 14 gramos por mol de aire. No vale la pena que la tensión elástica del globo comprima ligeramente el aire en su interior, disminuyendo la fuerza de flotación. Sin embargo, este efecto debería ser insignificante. La presión dentro del globo debería ser casi la misma que en el exterior.

Comprenda que la cantidad de aire en el globo será pequeña. La presión atmosférica de la Tierra en STP es de 101.3 kPa. La presión atmosférica de Marte es de aproximadamente 0.6 kPa, 0.6% de la presión de la Tierra. Debido a que el volumen es inversamente proporcional a la presión a una temperatura dada, se debe tener cuidado en la Tierra para llenar la pelota con aire. El volumen completo no se expandirá más allá del límite elástico del globo.

Es casi seguro que estallaría ya que la atmósfera de Marte es efectivamente un vacío. Si se equilibra cuidadosamente (es decir, no se llena por completo, de modo que simplemente se infla), entonces se comportaría como un globo aquí en la tierra, tendiendo a hundirse. Se hundiría un poco más rápido porque el aire no evitará que un globo caiga rápidamente.

Ahora, si el globo es un diseño marciano, muy ligero y cargado con solo una mezcla de N2 y O2 a presión ligera, entonces tenderá a flotar en la atmósfera de CO2, pero casi tan bien como un globo lleno de él. N2 tiene un peso de 28, el oxígeno es de 32, mientras que el CO2 es de 44 y el helio es de 4. Por lo tanto, el aire con aproximadamente 80% de N2 y 20% de O2 tiene un peso de aproximadamente 29. 29: 4 es 7.25, mientras que 44:29 es solo 1.5, por lo que la elevación es menos de un cuarto de la de un globo de helio en el aire. Esto, por supuesto, descuida la masa del globo y los efectos del globo sobre la presión interna.

Entonces, prácticamente, una carga de globo con aire respirable en Marte podría flotar o no, o podría ser neutralmente flotante.

Primero, estallaría. La atmósfera marciana es solo el 0,5% de la presión de la tierra. Eso es realmente casi vacío.

Si el globo fuera lo suficientemente fuerte como para no expandirse después de cierto punto (quizás reforzado con fibra de carbono), se hundiría rápidamente, ya que el gas a presión de la Tierra es mucho más pesado que el gas a presión de Marte.

Si el globo contuviera el aire de la Tierra, pero bajo la presión de Marte, el gas dentro del globo sería más liviano que la atmósfera de Marte, por lo que le daría algo de flotabilidad, pero dado que la cantidad de gas aún es realmente baja, mi GUESS es que eso no sería suficiente para superar el peso del globo.

Entonces, dependiendo de la situación, estallaría, se hundiría o probablemente se hundiría.

Un globo de juguete lleno de aire a nivel del suelo desde la Tierra explotaría bastante rápido en el aire marciano a nivel del suelo porque la presión atmosférica en Marte es solo alrededor del 1% de la de la Tierra.

Considere que la presión atmosférica a nivel del mar en la Tierra es de 14.7 libras por pulgada cuadrada. Supongamos que la superficie interna del globo de juguete era de solo un pie cuadrado o 144 pulgadas cuadradas. ¡Eso significa que la presión externa dentro del globo de juguete superaría las 2118 libras de presión! Y eso está presionando contra solo el 1 por ciento de esa fuerza. Pop va el globo de juguete.

Por supuesto que no, de la misma manera que un globo lleno de aire no puede flotar a la estratosfera. La densidad de la atmósfera no es suficiente para que flote. Experimenta una fuerza que es igual al volumen de atmósfera desplazada por el globo. Como la densidad de la atmósfera es menor que la densidad del aire en la Tierra, la fuerza es mucho menor que el peso del aire dentro del globo.

Caería / caería hasta la superficie del planeta, aunque un poco más lento de lo que sería aquí … eso es si no explotara debido a la expansión en la atmósfera marciana que tiene mucha menos presión de aire que la Tierra.

Sigue investigando, diviértete.

No hay atmósfera para hablar, por lo que se hundiría rápidamente en la superficie.

No, la atmósfera marciana es mucho menos densa que las tierras.