Główne rodzaje gazów

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-02 14:01

Natura zna trzy podstawowe stany każdej substancji: stały, ciekły i gazowy. Prawie każdy płyn może przejąć każdy z pozostałych dwóch. Wiele ciał stałych po stopieniu, odparowaniu lub spaleniu może uzupełnić zawartość powietrza. Ale nie każdy gaz może stać się składnikiem materiałów stałych lub cieczy. Znane są różne rodzaje gazów, które różnią się właściwościami, pochodzeniem i cechami zastosowania.

Definicja i właściwości

Gaz to substancja charakteryzująca się brakiem lub minimalną wartością wiązań międzycząsteczkowych, a także aktywną ruchliwością cząstek. Podstawowe właściwości, które posiadają wszystkie rodzaje gazów:

1. Płynność, odkształcalność, lotność, dążenie do maksymalnej objętości, reakcja atomów i cząsteczek na spadek lub wzrost temperatury, co objawia się zmianą intensywności ich ruchu.
2. Istnieją w temperaturze, w której wzrost ciśnienia nie skrapla się.
3. Łatwekurczyć się, zmniejszając objętość. Ułatwia to transport i użytkowanie.
4. Większość jest skraplana przez sprężanie w określonych granicach ciśnień i krytycznych wartości ciepła.

Ze względu na niedostępność badań są one opisywane za pomocą następujących podstawowych parametrów: temperatura, ciśnienie, objętość, masa molowa.

Klasyfikacja według depozytu

W środowisku naturalnym wszystkie rodzaje gazów znajdują się w powietrzu, ziemi i wodzie.

1. Składniki powietrza: tlen, azot, dwutlenek węgla, argon, tlenek azotu z zanieczyszczeniami neon, krypton, wodór, metan.
2. W skorupie ziemskiej azot, wodór, metan i inne węglowodory, dwutlenek węgla, tlenek siarki_{i inne są w stanie gazowym i ciekłym. We frakcji stałej zmieszanej z warstwami wody pod ciśnieniem około 250 atm występują również osady gazowe. w stosunkowo niskich temperaturach (do 20˚С).}
3. Zbiorniki zawierają gazy rozpuszczalne - chlorowodór, amoniak i gazy słabo rozpuszczalne - tlen, azot, wodór, dwutlenek węgla _itd.

Rezerwy naturalne znacznie przekraczają możliwą ilość sztucznie utworzonych.

Klasyfikacja według stopnia palności

Wszystkie rodzaje gazów, w zależności od właściwości behawioralnych w procesach zapłonu i spalania, dzielą się na utleniacze, obojętne i palne.

1. Utleniacze promują i wspierają spalanie, ale nie spalają się same: powietrze, tlen, fluor, chlor, tlenek azotu i dwutlenek.
2. Inert nie bierz udziałuw spalaniu mają jednak tendencję do wypierania tlenu i wpływają na zmniejszenie intensywności procesu: hel, neon, ksenon, azot, argon, dwutlenek węgla.
3. Materiały palne zapalają się lub eksplodują w połączeniu z tlenem: metan, amoniak, wodór, acetylen, propan, butan, tlenek węgla, etan, etylen. Większość z nich charakteryzuje się spalaniem tylko w warunkach określonego składu mieszanki gazowej. Ze względu na tę właściwość zdecydowanie najczęściej spotykanym rodzajem paliwa jest gaz. W tym charakterze stosuje się metan, propan, butan.

Dwutlenek węgla i jego rola

Jest jednym z najczęstszych gazów w atmosferze (0,04%). W normalnej temperaturze i ciśnieniu atmosferycznym ma gęstość 1,98 kg/m³. Może być w stanie stałym lub płynnym. Faza stała występuje przy ujemnym cieple i stałym ciśnieniu atmosferycznym, nazywana jest „suchym lodem”. Faza ciekła CO_{2 jest możliwa wraz ze wzrostem ciśnienia. Ta właściwość jest wykorzystywana do przechowywania, transportu i zastosowań technologicznych. Sublimacja (przejście do stanu gazowego ze stałego, bez pośredniej fazy ciekłej) jest możliwa w temperaturze -77 - -79˚С. Rozpuszczalność w wodzie w stosunku 1:1 realizowana jest w t=14-16˚С.}

Typy dwutlenku węgla są rozróżniane w zależności od pochodzenia:

1. Produkty odpadowe roślin i zwierząt, emisje z wulkanów, emisje gazów z wnętrzności ziemi, parowanie z powierzchni zbiorników wodnych.
2. Wydajność ludzka, w tym emisje ze spalania wszelkiego rodzajupaliwo.

Jako użyteczna substancja jest używana:

1. W gaśnicach na dwutlenek węgla.
2. W butlach do spawania łukowego w odpowiednim środowisku CO_2.
3. W przemyśle spożywczym jako środek konserwujący i do gazowania wody.
4. Jako czynnik chłodniczy do tymczasowego chłodzenia.
5. W przemyśle chemicznym.
6. W metalurgii.

Będąc niezbędnym składnikiem życia planety, człowieka, pracy maszyn i całych fabryk, dwutlenek węgla gromadzi się w dolnej i górnej warstwie atmosfery, opóźniając uwalnianie ciepła i tworząc „efekt cieplarniany „.

Gaz płynny i jego rola

Wśród substancji pochodzenia naturalnego i celów technologicznych są takie, które mają wysoki stopień palności i kaloryczności. Do magazynowania, transportu i użytkowania wykorzystywane są następujące rodzaje gazu skroplonego: metan, propan, butan oraz mieszaniny propan-butan.

Butan (C₄H₁₀₎ i propan są składnikami gazów naftowych. Pierwsze skrapla się w temperaturze -1 - -0, 5˚С. Transport i użytkowanie czystego butanu w mroźne dni nie odbywa się ze względu na jego zamarzanie. Temperatura skraplania propanu (С₃Н_{8) -41 – -42˚С, ciśnienie krytyczne – 4,27 MPa.}

Metan (CH_{4) jest głównym składnikiem gazu ziemnego. Rodzaje źródeł gazu - złoża ropy naftowej, produkty procesów biogenicznych. Skraplanie następuje poprzez stopniową kompresję i redukcję ciepła do -160 - -161˚С. Na każdymstolik jest kompresowany 5-10 razy.}

Skraplanie odbywa się w specjalnych zakładach. Propan, butan oraz ich mieszaniny do użytku domowego i przemysłowego produkowane są oddzielnie. Metan wykorzystywany jest w przemyśle oraz jako paliwo w transporcie. Te ostatnie mogą być również wydane w formie skompresowanej.

Sprężony gaz i jego rola

W ostatnim czasie popularność zyskał sprężony gaz ziemny. Jeżeli do propanu i butanu stosuje się tylko skroplenie, to metan może być wytwarzany zarówno w stanie skroplonym, jak i sprężonym. Gaz w butlach pod wysokim ciśnieniem 20 MPa ma szereg zalet w stosunku do dobrze znanego gazu skroplonego.

1. Wysoka szybkość parowania, w tym przy ujemnych temperaturach powietrza, brak negatywnych zjawisk akumulacji.
2. Niższa toksyczność.
3. Całkowite spalanie, wysoka wydajność, brak negatywnego wpływu na sprzęt i atmosferę.

Coraz częściej znajduje zastosowanie nie tylko w samochodach ciężarowych, ale także w samochodach, a także w urządzeniach kotłowych.

Gaz jest niepozorną, ale niezbędną substancją dla ludzkiego życia. Wysoka kaloryczność niektórych z nich uzasadnia powszechne stosowanie różnych składników gazu ziemnego jako paliwa dla przemysłu i transportu.