يستغرق ذوبان مكعب الثلج 3.34 × 105 جول لكل كيلوغرام. إذن، مكعب ثلج واحد كتلته 50 جرامًا سيحتاج إلى 16700 جول. يمكنك أن ترى بالفعل أن ذوبان الأشياء يتطلب قدرًا كبيرًا من الطاقة. إذا كنت تريد إذابة باب معدني، عليك أن تفعل شيئين: زيادة درجة الحرارة إلى نقطة الانصهار ومن ثم تسييله فعليًا. تعتمد الكمية الإجمالية للطاقة على كتلة المعدن ونوعه.
تقدير القوة
الآن علينا أن نقوم ببعض التخمينات. السؤال الكبير هو مما تصنع أبواب المركبة الفضائية. أعني، إذا كنت أصنع سفينة فضاء عملاقة لحمل الروبوتات القتالية، فأعتقد أن المعدن الذي سأختاره سيكون الألومنيوم، الذي يتمتع بتوازن جيد بين الوزن والقوة.
ولحسن الحظ، نحن نعرف كل شيء عن الألومنيوم. تبلغ كثافته 2700 كيلوغرام لكل متر مكعب ودرجة حرارة انصهار تبلغ 660 درجة مئوية. تبلغ السعة الحرارية النوعية 900 جول لكل كيلوغرام لكل درجة مئوية، ولها حرارة اندماج كامنة تبلغ 3.96 × 105 جول لكل كيلوغرام. (أعلم أن هذه أرقام كثيرة، لكن لا تقلق، فسنقوم بإسقاطها على جهاز الكمبيوتر.)
ما هي كتلة المعدن الذي ذاب؟ هذا واحد قاسي. في المقطع الأول لـQui-Gon، يبدو أنه يقطع مسارًا يبلغ طوله حوالي 2 متر. لست متأكدًا من عرض هذا المسار، لكنني سأختار سنتيمترًا واحدًا. أخيرًا، ربما يكون سمك الباب 5 سم، وهو يقطع الطريق بالكامل في تمريرة واحدة. بهذه التقديرات، أحصل على كتلة إجمالية قدرها 2.7 كيلوجرامًا من المعدن المنصهر.
الآن يمكنني حساب الطاقة اللازمة لإذابة هذه الكمية من الألومنيوم. إنها فقط الطاقة اللازمة لزيادة درجة حرارة المعدن إلى درجة الانصهار ومن ثم صهره. (هل تريد تجربة الحساب باستخدام معدن مختلف؟ فقط أدخل أرقامك في كود بايثون الخاص بي.) باستخدام أرقامي، أحصل على الطاقة المطلوبة البالغة 2.6 مليون جول. ذوبان المعدن ليس بالأمر السهل.
الآن، للحصول على الطاقة، أحتاج فقط إلى تحديد المدة التي يستغرقها صهر هذا المعدن. باستخدام تحليل فيديو Tracker، أحصل على وقت قطع قدره 11.5 ثانية. وهذا يعطي خرج طاقة يبلغ 2.28 × 105 واتس. نعم، هذه هي القوة المادية الفعلية للقوة. إنها تعادل 305 حصانًا، لذا فهي مثل سيارة عالية القوة بين يديك.
بطارية السيف الضوئي
ربما لا تحتوي السيوف الضوئية على بطاريات. ربما يستمدون الطاقة من بُعد إضافي أو شيء من هذا القبيل. لا أحد يعرف لأن السيف الضوئي ليس حقيقيًا (وهذا جيد). لكن لو كان لديهم بطارية، كيف سيكون شكلها؟ ما نوع البطارية التي ستعمل؟
لقد قمنا بالفعل بتقدير خرج الطاقة للسيف الضوئي. وبهذا يمكننا حساب إجمالي الطاقة المخزنة في الجهاز. نحتاج فقط إلى معرفة المدة التي سيستمر فيها تشغيله بشحنة واحدة. لم يسبق لي أن رأيت سيفًا ضوئيًا يتلاشى حرب النجوم، ولم أرهم موصولين بالحائط مطلقًا، لذا أفترض أنهم يدومون لفترة طويلة.
اكتشاف المزيد من مجلة الإبداع
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
