Welche Spannung / Stromstärke wäre nötig, um eine menschliche Explosion wie die ARC Gun zu erzeugen?

Ich gebe das eine Chance [1], aber ich kann nicht garantieren, dass ich innerhalb einer Größenordnung der korrekten Antwort bin. (Ich habe auch nichts Intelligentes darüber zu sagen, ob diese Methode für explodierende Menschen wirklich funktionieren könnte (siehe die Fragekommentare), aber ich werde so tun, als ob es Argumentation wäre und von dort aus gehen würde.) Nehmen wir an, dass Um einen Menschen zu explodieren, genügt es, eine kleine Portion Wasser in seinem Körper zu verdampfen, sagen wir 1 kg (1-2%) [2]. Nehmen wir an, dass die ARC-Kanone es irgendwie schafft, eine einfache Schaltung aufzubauen, bei der der Mensch die Hauptquelle des Widerstands ist [3,4].

Die zum Verdampfen von Wasser benötigte Energie besteht aus zwei Komponenten. Erstens benötigt man 4,18 Joule pro Gramm, um die Temperatur von Wasser um Grad Kelvin zu erhöhen [5]. Zweitens, und noch wichtiger, benötigt man 2257 J / g, um Wasser aus seiner flüssigen Form in ein Gas umzuwandeln. Vorausgesetzt, das Wasser in diesem unglücklichen menschlichen Körper beginnt bei 37 Grad Kelvin, wir brauchen also

[Mathematik]
E = (2257+ 4,18 \ mal (100-37)) \ mathrm {J} / \ mathrm {g} \ mal 1 \, \ mathrm {kg}
[/Mathematik]
[Mathematik]
E \ ca. 2000 \, \ mathrm {kJ}
[/Mathematik]

von Energie, um sie “splode” [6]

Der Widerstand eines menschlichen Körpers ist [math] R \ ca. 500 \, \ Omega [/ math] [7]. Die in einer Schaltung mit Spannung [math] V [/ math] und Widerstand [math] R [/ math] erzeugte Leistung ist [math] P = V ^ 2 / R [/ math]. Angenommen, die ARC-Pistole benötigt 0,1 Sekunden, um ihre Arbeit zu erledigen, haben wir

[Mathematik]
2000 \, \ mathrm {kJ} / (0.1 \, \ mathrm {s}) = V ^ 2 / (500 \, \ Omega)
[/Mathematik]
[Mathematik]
V = 100.000 \, \ Mathematik {V}, \ Quad I = V / R = 200 \, \ Mathr {A}
[/Mathematik]

———

[1] Kein Wortspiel beabsichtigt.

[2] Dies ist 1/5 des Gewichts des Blutes in einem durchschnittlichen menschlichen Körper. Das Verdampfen des gesamten Blutes einer Person würde definitiv für eine spektakuläre Explosion ausreichen. Da die Lichtbogenpistole wahrscheinlich hauptsächlich einen lokalisierten Bereich am Körper erhitzt, ist es wahrscheinlicher, dass in der Nähe befindliche Blut- und Organe zuerst verdampft werden.

[3 Die erforderliche Spannung wird hoch genug sein, um Luft zu ionisieren (über eine angemessene Entfernung). Da ionisierte Luft einen geringen Widerstand hat, können wir sie ignorieren.

[4] Der weniger realistische Teil dieser Annahme ist, dass der Strom irgendwie durch den Menschen fließt, obwohl er von einer mehrere Meter entfernten Kanone abgefeuert wird. Nicht sicher, wie das funktioniert.

[5] Dies wird als spezifische Wärmekapazität (http://en.wikipedia.org/wiki/Hea…) bezeichnet.

[6] Eine Granate setzt anscheinend ungefähr 1000 kJ Energie frei (http://answers.yahoo.com/questio…), was mit dieser Schätzung übereinstimmt.

[7] Die Widerstandsfähigkeit von trockener Haut kann um einige Größenordnungen höher sein, aber wir gehen davon aus, dass die Haut schnell wegbrennt. (http://van.physics.illinois.edu/…). Außerdem würde sich dieser Widerstand wahrscheinlich auf verrückte Weise ändern, die ich während des Erwärmungs- und Explosionsvorgangs nicht berücksichtigen werde. Ein Mensch ist wahrscheinlich nicht Ohmisch (http://en.wikipedia.org/wiki/Ohm…).