الأنواع الرئيسية للغازات

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-02 13:49

تعرف الطبيعة ثلاث حالات أساسية لأي مادة: الصلبة والسائلة والغازية. يمكن لأي سائل تقريبًا الحصول على كل من الاثنين المتبقيين. يمكن للعديد من المواد الصلبة ، عند ذوبانها أو تبخرها أو حرقها ، تجديد محتويات الهواء. لكن لا يمكن أن يصبح كل غاز مكونًا من مواد صلبة أو سوائل. أنواع مختلفة من الغازات معروفة والتي تختلف في خصائصها ومنشأها وخصائصها التطبيقية.

التعريف والخصائص

الغاز مادة تتميز بغياب أو أدنى قيمة للروابط بين الجزيئات ، فضلاً عن الحركة النشطة للجسيمات. الخصائص الأساسية لجميع أنواع الغازات:

1. السيولة ، والتشوه ، والتقلب ، والسعي لتحقيق الحجم الأقصى ، ورد فعل الذرات والجزيئات على انخفاض أو زيادة درجة الحرارة ، والذي يتجلى في تغيير شدة حركتها.
2. موجود في درجة حرارة حيث لا يسيل زيادة الضغط.
3. سهليتقلص ، يتناقص في الحجم. هذا يجعله سهل النقل والاستخدام.
4. يتم تسييل معظمها عن طريق الضغط ضمن حدود معينة من الضغوط وقيم الحرارة الحرجة.

نظرًا لعدم إمكانية الوصول إلى البحث ، يتم وصفها باستخدام المعلمات الأساسية التالية: درجة الحرارة ، والضغط ، والحجم ، والكتلة المولية.

التصنيف عن طريق الإيداع

في البيئة الطبيعية توجد جميع أنواع الغازات في الهواء والأرض والماء.

1. مكونات الهواء: الأكسجين ، النيتروجين ، ثاني أكسيد الكربون ، الأرجون ، أكسيد النيتريك مع شوائب النيون ، الكريبتون ، الهيدروجين ، الميثان.
2. في قشرة الأرض ، يوجد النيتروجين والهيدروجين والميثان والهيدروكربونات الأخرى وثاني أكسيد الكربون وأكسيد الكبريت _{وغيرها في حالة غازية وسائل. توجد أيضًا رواسب غازية في الجزء الصلب ممزوجًا بطبقات الماء عند ضغوط تبلغ حوالي 250 ضغط جوي. في درجات حرارة منخفضة نسبيًا (تصل إلى 20 درجة مئوية).}
3. تحتوي الخزانات على غازات قابلة للذوبان - كلوريد الهيدروجين والأمونيا وغازات ضعيفة الذوبان - الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين وثاني أكسيد الكربون _إلخ.

الاحتياطيات الطبيعية تتجاوز بكثير المقدار المحتمل من المصطنعة

التصنيف حسب درجة القابلية للاشتعال

جميع أنواع الغازات ، حسب الخصائص السلوكية في عمليتي الاشتعال والاحتراق ، مقسمة إلى مؤكسدات ، خاملة وقابلة للاحتراق.

1. المواد المؤكسدة تعزز وتدعم الاحتراق ، لكنها لا تحرق نفسها: الهواء والأكسجين والفلور والكلور وأكسيد النيتروجين وثاني أكسيد.
2. خامل لا تشاركومع ذلك ، في الاحتراق ، فإنها تميل إلى إزاحة الأكسجين والتأثير على انخفاض شدة العملية: الهيليوم ، النيون ، الزينون ، النيتروجين ، الأرجون ، ثاني أكسيد الكربون.
3. المواد القابلة للاحتراق تشتعل أو تنفجر عندما تقترن بالأكسجين: الميثان ، الأمونيا ، الهيدروجين ، الأسيتيلين ، البروبان ، البيوتان ، أول أكسيد الكربون ، الإيثان ، الإيثيلين. يتميز معظمهم بالاحتراق فقط في ظل ظروف تكوين معين من خليط الغازات. بسبب هذه الخاصية ، فإن الغاز هو نوع الوقود ، وهو الأكثر شيوعًا إلى حد بعيد. ويستخدم الميثان والبروبان والبيوتان بهذه السعة.

ثاني أكسيد الكربون ودوره

من أكثر الغازات انتشارًا في الغلاف الجوي (0.04٪). عند درجة الحرارة العادية والضغط الجوي ، تبلغ كثافته 1.98 كجم / م³. قد تكون في حالة صلبة أو سائلة. تحدث المرحلة الصلبة عند حرارة سالبة وضغط جوي ثابت ، وتسمى "الجليد الجاف". الطور السائل CO_{2ممكن مع زيادة الضغط. تستخدم هذه الخاصية للتخزين والنقل والتطبيقات التكنولوجية. التسامي (الانتقال إلى الحالة الغازية من مادة صلبة ، بدون مرحلة سائلة وسيطة) ممكن عند -77 - -79 درجة مئوية. تتحقق قابلية الذوبان في الماء بنسبة 1: 1 عند t=14-16 درجة مئوية.}

تختلف أنواع ثاني أكسيد الكربون حسب الأصل:

1. مخلفات النباتات والحيوانات ، انبعاثات البراكين ، انبعاثات الغازات من أحشاء الأرض ، التبخر من سطح المسطحات المائية.
2. الناتج البشري ، بما في ذلك الانبعاثات الناتجة عن الاحتراق بجميع أنواعهوقود.

كمادة مفيدة يتم استخدامه:

1. في طفايات حريق ثاني أكسيد الكربون.
2. في اسطوانات لحام القوس في البيئة المناسبة CO_2.
3. في صناعة المواد الغذائية كمادة حافظة وكربنة الماء.
4. كمبرد للتبريد المؤقت.
5. في الصناعة الكيميائية
6. في علم المعادن.

لكونه مكونًا لا غنى عنه في حياة الكوكب ، والإنسان ، وتشغيل الآلات والمصانع بأكملها ، يتراكم ثاني أكسيد الكربون في الطبقات السفلى والعليا من الغلاف الجوي ، مما يؤخر إطلاق الحرارة ويخلق "تأثير الاحتباس الحراري"

الغاز المسال ودوره

من بين المواد ذات الأصل الطبيعي والأغراض التكنولوجية ، هناك تلك التي لديها درجة عالية من القابلية للاشتعال والقيمة الحرارية. يتم استخدام الأنواع التالية من الغاز المسال للتخزين والنقل والاستخدام: الميثان والبروبان والبيوتان وكذلك خليط البروبان والبيوتان.

بوتان (C₄H₁₀₎والبروبان من مكونات الغازات البترولية. السوائل الأولى عند -1 - -0 ، 5 درجة مئوية. لا يتم نقل واستخدام البيوتان النقي في الطقس البارد بسبب تجمده. درجة حرارة تسييل البروبان (С₃Н_{8)-41 - -42˚С ، الضغط الحرج - 4.27 ميجا باسكال.}

الميثان (CH_{4)هو المكون الرئيسي للغاز الطبيعي. أنواع مصادر الغاز - رواسب النفط ومنتجات العمليات الحيوية. يحدث التسييل من خلال الضغط التدريجي وتقليل الحرارة إلى -160 - -161 درجة مئوية. على كلالمرحلة مضغوطة 5-10 مرات}

يتم التسييل في مصانع خاصة. يتم إنتاج البروبان والبيوتان وكذلك خليطهما للاستخدام المنزلي والصناعي بشكل منفصل. يستخدم الميثان في الصناعة وكوقود للنقل. يمكن أيضًا إصدار الأخير بشكل مضغوط.

الغاز المضغوط ودوره

في الآونة الأخيرة ، اكتسب الغاز الطبيعي المضغوط شعبية. إذا تم استخدام التميع للبروبان والبيوتان فقط ، فيمكن إنتاج الميثان في حالة تسييل وفي حالة مضغوطة. الغاز في اسطوانات تحت ضغط عالٍ قدره 20 ميجا باسكال له عدد من المزايا على الغاز المسال المعروف.

1. ارتفاع معدل التبخر ، بما في ذلك درجات حرارة الهواء السلبية ، وعدم وجود ظاهرة تراكم سلبية.
2. سمية أقل.
3. احتراق كامل ، كفاءة عالية ، لا تأثير سلبي على المعدات والجو.

يجد التطبيق بشكل متزايد ليس فقط للشاحنات ، ولكن أيضًا للسيارات ، وكذلك لمعدات الغلايات.

الغاز مادة غير واضحة ولكنها لا غنى عنها لحياة الإنسان. القيمة الحرارية العالية لبعض منها تبرر الاستخدام الواسع لمكونات مختلفة من الغاز الطبيعي كوقود للصناعة والنقل.