https://frosthead.com

Tolkienovi trpaslíci by potřebovali 38 mini-jaderných rostlin, aby tak rychle roztavili všechno zlato

The Hobbit: The Desolation of Smaug obdržel během této sváteční sezóny smíšené recenze, přičemž někteří si stěžují, že se film natolik striktně nelepí na linii knihy.

Fyzik Rhett Allain má však dohadovat se s divergencí filmu od původního příběhu JRR Tolkien, ale s fyzikou za jednou z nejúžasnějších scén ve filmu. (Spoiler vpředu.) Trpaslíci roztaví obří zlatou sochu za pouhé minuty a pomocí tohoto roztaveného kovu vytlačí draka Šmauga z Lonely Mountain. Zde je Allain psaní pro Wired :

Kolik zlata se roztavilo? Nevím přesně. Jak dlouho trvalo roztavení tohoto zlata? Bylo to jen několik minut, ale nemám přesný čas. Kolik energie by to trvalo a co moc? To je přesně to, co chci odhadnout.

Nejprve Allain zapisoval některé základní informace o zlatě (předpokládal, že zlato střední Země má stejné vlastnosti jako zlato planety Země), konkrétně:

  • Měrné teplo zlata = 0, 126 J / (gm * K) * oh, jedná se o zlato při 20 ° C, protože specifické teplo ve skutečnosti není konstantní.

  • Teplota tání zlata = 1337, 33 K (1064 ° C).

  • Latentní teplo tavení zlata = 63, 5 J / g.

  • Hustota zlata = 19, 3 g / cm3. (Pro hustotu použiji symbol ρ) Také ostatní měření hmotnosti jsou v gramech, ale objem je v metrech krychlových. Ve skutečnosti budu hustotu zlata 1, 93 x 10 ^ 7 g / m ^ 3.

Tato čísla mu umožnila vypočítat teplo potřebné k roztavení sochy. Předpokládal, že zlato začalo při teplotě 10 ° C a finále 1064 ° C. Na základě toho, co bylo ve filmu uvedeno, také předpokládal, že socha zlatého trpaslíka je vysoká asi 15 metrů a má průměr asi 5 metrů.

Vypočítal, že k roztavení zlata by bylo potřeba 3 719 x 10 ^ 9 wattů, což znamená, že k dosažení tohoto efektu by bylo skutečně potřeba vyrobit asi 7, 44 x 10 ^ 9 wattů, protože přenos energie je neefektivní proces. Produkce této energie, zjistil, by vyžadoval asi 74 metrických tun uhlí.

Až do tohoto bodu, Allain píše, je tento scénář naprosto rozumný. Je to krátká doba, ve které se trpaslíkům podařilo roztavit obří sochu, která představuje skutečný odklon od fyzikálních zákonů:

Jen se zdá bláznivé, že za 5 minut dokážete spálit 74 metrických tun uhlí. Samozřejmě existuje ještě něco, co by mohli použít, aby získali sílu, kterou chtějí. A co jaderná elektrárna? Letadlová loď třídy Nimitz má elektrárnu, která může produkovat 194 Mega Wattů (1, 94 x 10 ^ 8). To není dost. Ne dost. Trpaslíci by potřebovali asi 38 transportérů třídy Nimitz, aby získali takovou moc.

Takže kdyby tyto starodávné trpasličí pece nespalovaly nějaký druh paliva super-Země, v reálném životě by Smaug pravděpodobně snědl trpaslíky, zatímco stáli kolem a čekali, až se všechno zlato roztaví.

Více z Smithsonian.com:

Průvodce Tolkienského Nerda "Hobit: Desolation of Smaug"
Průvodce Tolkienského Nerda "Hobit: Neočekávaná cesta"

Tolkienovi trpaslíci by potřebovali 38 mini-jaderných rostlin, aby tak rychle roztavili všechno zlato