Peamised gaasiliigid

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-02 13:53

Loodus tunneb iga aine kolme põhiolekut: tahke, vedel ja gaasiline. Peaaegu iga vedelik võib omandada ülejäänud kaks. Paljud tahked ained võivad sulamisel, aurustamisel või põletamisel õhu sisu täiendada. Kuid mitte iga gaas ei saa muutuda tahkete materjalide või vedelike komponendiks. Tuntud on erinevat tüüpi gaase, mis erinevad oma omaduste, päritolu ja kasutusomaduste poolest.

Definitsioon ja omadused

Gaas on aine, mida iseloomustab molekulidevaheliste sidemete puudumine või minimaalne väärtus, samuti osakeste aktiivne liikuvus. Igat tüüpi gaaside põhiomadused:

1. Sujuvus, deformeeritavus, volatiilsus, püüdlus maksimaalse mahu poole, aatomite ja molekulide reaktsioon temperatuuri langusele või tõusule, mis väljendub nende liikumise intensiivsuse muutumises.
2. Eleneb temperatuuril, kus rõhu tõus ei vedeldu.
3. Lihtnekahaneb, väheneb maht. See muudab selle transportimise ja kasutamise lihtsaks.
4. Enamik neist vedeldub kokkusurumise teel teatud rõhu ja kriitiliste soojusväärtuste piirides.

Uurimise ligipääsmatuse tõttu kirjeldatakse neid järgmiste põhiparameetrite abil: temperatuur, rõhk, maht, molaarmass.

Klassifikatsioon sissemakse järgi

Looduskeskkonnas leidub igasuguseid gaase õhus, maal ja vees.

1. Õhu komponendid: hapnik, lämmastik, süsinikdioksiid, argoon, lämmastikoksiid koos neooni, krüptoni, vesiniku, metaani lisanditega.
2. Maakoores on lämmastik, vesinik, metaan ja muud süsivesinikud, süsinikdioksiid, vääveloksiid_{ja teised gaasilises ja vedelas olekus. Samuti on veekihtidega segatud tahkes fraktsioonis gaasisademeid rõhul umbes 250 atm. suhteliselt madalatel temperatuuridel (kuni 20˚С).}
3. Reservuaarid sisaldavad lahustuvaid gaase – vesinikkloriidi, ammoniaaki ja halvasti lahustuvaid gaase – hapnikku, lämmastikku, vesinikku, süsinikdioksiidi _jne.

Looduskaitsealad ületavad tunduv alt kunstlikult loodud võimaliku koguse.

Klassifikatsioon süttivusastme järgi

Iga tüüpi gaasid, olenev alt käitumuslikest omadustest süüte- ja põlemisprotsessides, jagunevad oksüdeerijateks, inertseteks ja põlevateks.

1. Oksüdandid soodustavad ja toetavad põlemist, kuid ei põle ise ära: õhk, hapnik, fluor, kloor, lämmastikoksiid ja -dioksiid.
2. Inert ei osalepõlemisel kipuvad nad aga hapnikku välja tõrjuma ja mõjutavad protsessi intensiivsuse vähenemist: heelium, neoon, ksenoon, lämmastik, argoon, süsinikdioksiid.
3. Hapnikuga kombineerimisel süttivad või plahvatavad põlevad ained: metaan, ammoniaak, vesinik, atsetüleen, propaan, butaan, süsinikoksiid, etaan, etüleen. Enamikku neist iseloomustab põlemine ainult gaasisegu teatud koostise tingimustes. Selle omaduse tõttu on gaas kõige levinum kütuseliik. Selles mahus kasutatakse metaani, propaani ja butaani.

Süsinikdioksiid ja selle roll

On üks levinumaid gaase atmosfääris (0,04%). Normaalsel temperatuuril ja atmosfäärirõhul on selle tihedus 1,98 kg/m³. Võib olla tahkes või vedelas olekus. Tahke faas tekib negatiivse kuumuse ja konstantse atmosfäärirõhu juures, seda nimetatakse "kuivaks jääks". Vedelfaas CO_{2 on võimalik rõhu suurenemisel. Seda kinnisvara kasutatakse ladustamiseks, transpordiks ja tehnoloogilisteks rakendusteks. Sublimatsioon (üleminek gaasilisse olekusse tahkest olekust, ilma vahepealse vedela faasita) on võimalik temperatuuril -77 - -79˚С. Vees lahustuvus vahekorras 1:1 realiseerub t=14-16˚С.}

Sõltuv alt päritolust eristatakse süsinikdioksiidi tüüpe:

1. Taimede ja loomade jäätmed, vulkaanide heitmed, gaasiheitmed maa sisikonnast, aurustumine veekogude pinn alt.
2. Inimese toodang, sealhulgas igat liiki põlemisel tekkivad heitmedkütus.

Kasuliku ainena kasutatakse:

1. Süsinikdioksiidiga tulekustutites.
2. Silindrites kaarkeevitamiseks sobivas keskkonnas CO_2.
3. Toiduainetööstuses säilitusainena ja vee karboniseerimiseks.
4. Külmutusagensina ajutiseks jahutamiseks.
5. Keemiatööstuses.
6. Metallurgias.

Olles planeedi, inimese, masinate ja tervete tehaste elu asendamatuks komponendiks, koguneb süsinikdioksiid atmosfääri alumisse ja ülemisse kihti, lükates edasi soojuse vabanemist ja tekitades "kasvuhooneefekti" ".

Vedelgaas ja selle roll

Loodusliku päritoluga ja tehnoloogilise otstarbega ainete hulgas on neid, millel on kõrge tuleohtlikkus ja kütteväärtus. Ladustamiseks, transportimiseks ja kasutamiseks kasutatakse järgmist tüüpi vedelgaasi: metaan, propaan, butaan, samuti propaani-butaani segud.

Butaan (C₄H₁₀₎ ja propaan on naftagaaside koostisosad. Esimene vedeldub temperatuuril -1 - -0, 5˚С. Puhta butaani transportimine ja kasutamine pakase ilmaga ei toimu selle külmumise tõttu. Propaani veeldamistemperatuur (С₃Н_{8) -41 – -42˚С, kriitiline rõhk – 4,27 MPa.}

Metaan (CH_{4) on maagaasi peamine koostisosa. Gaasiallika tüübid - naftamaardlad, biogeensete protsesside saadused. Vedeldamine toimub järkjärgulise kokkusurumise ja kuumuse vähendamise kaudu -160 - -161˚С. Igaüheletapp tihendatakse 5–10 korda.}

Vedeldamine toimub spetsiaalsetes tehastes. Eraldi toodetakse propaani, butaani ja nende segu koduseks ja tööstuslikuks kasutamiseks. Metaani kasutatakse tööstuses ja transpordikütusena. Viimast saab välja anda ka tihendatud kujul.

Surugaas ja selle roll

Viimasel ajal on populaarsust kogunud surumaagaas. Kui propaani ja butaani puhul kasutatakse ainult vedeldamist, siis metaani saab toota nii veeldatud kui ka kokkusurutuna. Gaasil balloonides kõrge rõhu all 20 MPa on tuntud veeldatud gaasi ees mitmeid eeliseid.

1. Kõrge aurustumiskiirus, sealhulgas negatiivse õhutemperatuuri korral, negatiivseid akumuleerumisnähtusi ei esine.
2. Madalam toksilisus.
3. Täielik põlemine, kõrge kasutegur, ei mõjuta negatiivselt seadmeid ega atmosfääri.

Üha enam leiab rakendust mitte ainult veoautodele, vaid ka sõiduautodele, aga ka katlaseadmetele.

Gaas on silmapaistmatu, kuid inimeluks asendamatu aine. Mõnede nende kõrge kütteväärtus õigustab maagaasi erinevate komponentide laialdast kasutamist kütusena tööstuses ja transpordis.