ile roślin potrzeba by wyprodukować wystarczającą ilość tlenu dla jednej osoby?

na całym świecie miliardy roślin produkują tlen dla miliardów ludzi. Ale to na wielką skalę. Co jeśli zmniejszymy to do jednej osoby w szczelnym pokoju? Może klasyczna scenografia sci-fi bohaterskiego astronauty uwięzionego na rozbitym statku w kosmosie.

krótka odpowiedź to 700. To minimum., Ale to skomplikowane, więc tu jest długa odpowiedź …

wyobraźmy sobie, że naszym astronautą jest kobieta o imieniu Lucie.

wygląda jak Neil Armstrong

i wyobraźmy sobie, że Lucie jest uwięziona w pomieszczeniu bez roślin.

tlen stanowi około 20% otaczającego nas powietrza, ale tylko 15% powietrza, które wydmuchujemy. Z każdym oddechem zużywamy jedną czwartą dostępnego tlenu., Więc Lucie tragicznie udusi się po tym, jak cztery razy wdychała powietrze w swoim latającym więzieniu.

w rzeczywistości byłoby to o wiele wcześniej, ponieważ tlen byłby równomiernie rozprowadzany po pomieszczeniu. Ale okazuje się, że nie jest to największy problem w tym scenariuszu. Więc na razie się tym nie martw.

ile oddychasz powietrzem?

przeciętny człowiek oddycha około 7-8 litrów powietrza na minutę. W ciągu całego dnia, to działa jako około 10K-11,5 K litrów powietrza., Przeciętna kobieta jest mniejsza od przeciętnego mężczyzny, więc weźmy mniejszą liczbę 10,000 litrów dziennego zużycia powietrza przez Lucie.

dziesięć tysięcy litrów może brzmieć jak dużo. Ale to dlatego, że myślimy tylko o litrach w kontekście benzyny lub napojów bezalkoholowych.,

asen zawiera 2.500.000 litrów wody

przestronne statki kosmiczne

największa rakieta kiedykolwiek wykonana była jeszcze dość ciasno na przestrzeni, ale prawdopodobnie będą one bardziej komfortowe w przyszłości. Załóżmy, że pokój, w którym Lucie jest nieszczęśliwie uwięziona, ma 4m długości, 4m szerokości i 2m wysokości. To trochę większe niż przeciętna sypialnia i trochę mniejsze niż przeciętny salon.,

Lucie już ma zły dzień. Nie ma potrzeby wywoływać klaustrofobii.

pomieszczenie o tej wielkości ma objętość 4 x 4 x 2 = 32m3. A jeden metr sześcienny odpowiada 1000 litrów-dzięki systemowi metrycznemu!

więc Lucie ma do oddychania 32 tys.litrów powietrza, przez które przejdzie w nieco ponad trzy dni.

w tym momencie stężenie tlenu w pomieszczeniu spadnie do 15%.,

czy to da się przeżyć?

Yep! Lucie żyje.

brak oddechu

alpiniści zazwyczaj zaczynają odczuwać chorobę wysokościową na wysokości około 3000 m n. p. m. Na tej wysokości skład powietrza jest taki sam, ale ciśnienie jest dużo niższe. Oznacza to, że otrzymujesz mniej tlenu w każdym oddechu, dzięki czemu stężenie tlenu jest niższe.

powietrze robi się tam dość cienkie.,

na 3000m równoważna koncentracja tlenu wynosi tylko nieco poniżej 15%.

więc mamy dobry pomysł, co stanie się z Lucie po jej trzech dniach w kosmosie. Pewnie będzie miała ból głowy, mdłości, problemy ze snem i może jakieś dziwne sny. Trzy dni nie są długie, aby zaaklimatyzować się do 3000m, ale powinno to wystarczyć, aby zapobiec gorszemu wydarzeniu.

trzy dni później Lucie dwa razy odetchnie całe powietrze. W tym momencie zmniejszy się do około 10% tlenu., Odpowiada to wysokości 6000 m n. p. m., nieco wyższej niż Kilimandżaro.

895 m wysokości Kilimandżaro

sześć dni nie jest wystarczająco długo, aby prawidłowo zaaklimatyzować się do tych poziomów tlenu. Lucie może być w stanie przetrwać tam przez jakiś czas, ale to nie jest trwałe. I zużywa więcej tlenu z każdym oddechem.,

najbardziej prawdopodobnym rezultatem jest dość nieprzyjemna śmierć z powodu obrzęku mózgu (obrzęk w mózgu) lub obrzęku płuc (gdzie zasadniczo tonie we własnych płynach). Nie idealnie.

ale i tak, sześć dni powinno wystarczyć, aby nasz nieustraszony pozaziemski odkrywca znalazł wyjście, prawda? A może przelatujący statek kosmiczny odbierze jej wezwanie pomocy i przybędzie na ratunek?

W końcu Matt Damon uprawiał ziemniaki i komunikował się z ziemią w mgnieniu oka.,

cichy zabójca

jest coraz gorzej. Tlen nie jest największym problemem Lucie.

pozwól, że przedstawię ci naszego starego przyjaciela.

przy normalnych stężeniach atmosferycznych (około 400ppm, tj. Przynajmniej nie bezpośrednio. Jest cały problem zmian klimatycznych na Ziemi, ale to pewnie jest na dole listy priorytetów Lucie.

bardziej naglący jest fakt, że dwutlenek węgla staje się toksyczny w wyższych stężeniach. Przy 5% jest śmiertelny.,

pamiętasz stężenie CO2 w powietrzu, które wydychamy? Tak, również 5%.

Lucie może oddychać całym powietrzem w pustym pokoju tylko raz, zanim CO2 ją wydostanie. W rzeczywistości prawdopodobnie zabiłoby ją to znacznie szybciej. Godzina ekspozycji na 5% CO2 zabije cię, więc długotrwałe narażenie na 4% CO2 prawdopodobnie też to zrobi.

Bez roślin, Lucie umrze z powodu zatrucia dwutlenkiem węgla znacznie szybciej niż umrze z głodu tlenowego. Ma najwyżej trzy dni.,

ile roślin potrzeba do wytworzenia wystarczającej ilości tlenu do oddychania?

mając tylko trzy dni życia, Lucie lepiej mieć nadzieję, że ma już dużo roślin w pokoju, aby utrzymać ją przy życiu. To nie jest wystarczająco dużo czasu, aby wyhodować skuteczne „płuco” ogrodnicze od podstaw.

ile roślin potrzebuje?

cóż, przestrzeń jest, jak powiedział Douglas Adams, duża.,

szanse na uratowanie Lucie przez przelatujący statek kosmiczny są dość niewielkie, więc poziom tlenu i CO2 będzie musiał pozostać stabilny przez bardzo długi czas.

używając tych samych liczb jak powyżej, Lucie oddycha około 420 litrów powietrza na godzinę, a to powietrze stanowi około 20% tlenu. Więc Lucie dostaje 84 litry tlenu co godzinę. Naukowcy odkryli, że przeciętny liść (jeśli istnieje coś takiego) wytwarza około 5 mililitrów tlenu w tym samym czasie.,