Hlavné typy plynov

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-02 14:02

Príroda pozná tri základné stavy akejkoľvek látky: pevné, kvapalné a plynné. Takmer každá kvapalina môže získať každú zo zostávajúcich dvoch. Mnoho pevných látok, keď sa roztopí, odparí alebo spáli, môže doplniť obsah vzduchu. Ale nie každý plyn sa môže stať súčasťou pevných materiálov alebo kvapalín. Sú známe rôzne druhy plynov, ktoré sa líšia svojimi vlastnosťami, pôvodom a aplikačnými vlastnosťami.

Definícia a vlastnosti

Plyn je látka charakterizovaná absenciou alebo minimálnou hodnotou medzimolekulových väzieb, ako aj aktívnou pohyblivosťou častíc. Základné vlastnosti, ktoré majú všetky druhy plynov:

1. Tekutosť, deformovateľnosť, prchavosť, snaha o maximálny objem, reakcia atómov a molekúl na zníženie alebo zvýšenie teploty, čo sa prejavuje zmenou intenzity ich pohybu.
2. Existuje pri teplote, pri ktorej sa zvýšený tlak neskvapalňuje.
3. Jednoduchézmenšiť, zmenšiť objem. To uľahčuje prepravu a používanie.
4. Väčšina je skvapalnená kompresiou v rámci určitých limitov tlaku a kritických hodnôt tepla.

Z dôvodu nedostupnosti výskumu sú popisované pomocou nasledujúcich základných parametrov: teplota, tlak, objem, molárna hmotnosť.

Klasifikácia vkladom

V prírodnom prostredí sa všetky druhy plynov nachádzajú vo vzduchu, na zemi a vo vode.

1. Zložky vzduchu: kyslík, dusík, oxid uhličitý, argón, oxid dusnatý s nečistotami neón, kryptón, vodík, metán.
2. V zemskej kôre sú dusík, vodík, metán a iné uhľovodíky, oxid uhličitý, oxid síry_{a ďalšie v plynnom a kvapalnom stave. V tuhej frakcii zmiešanej s vodnými vrstvami sú tiež usadeniny plynu pri tlakoch asi 250 atm. pri relatívne nízkych teplotách (do 20˚С).}
3. Zásobníky obsahujú rozpustné plyny – chlorovodík, čpavok a slabo rozpustné plyny – kyslík, dusík, vodík, oxid uhličitý _atd.

Prírodné zásoby ďaleko presahujú možné množstvo umelo vytvorených.

Klasifikácia podľa stupňa horľavosti

Všetky druhy plynov, v závislosti od charakteristík správania v procesoch vznietenia a spaľovania, sa delia na oxidačné, inertné a horľavé.

1. Oxidanty podporujú a podporujú spaľovanie, ale samy sa nespaľujú: vzduch, kyslík, fluór, chlór, oxidy dusíka a oxidy.
2. Inert nezúčastňujte sapri spaľovaní však majú tendenciu vytláčať kyslík a ovplyvňovať pokles intenzity procesu: hélium, neón, xenón, dusík, argón, oxid uhličitý.
3. Horľaviny sa vznietia alebo vybuchnú v kombinácii s kyslíkom: metán, čpavok, vodík, acetylén, propán, bután, oxid uhoľnatý, etán, etylén. Väčšina z nich sa vyznačuje spaľovaním iba za podmienok určitého zloženia zmesi plynov. Vďaka tejto vlastnosti je plyn typom paliva, zďaleka najbežnejším. V tejto kapacite sa používa metán, propán, bután.

Oxid uhličitý a jeho úloha

Je jedným z najbežnejších plynov v atmosfére (0,04 %). Pri normálnej teplote a atmosférickom tlaku má hustotu 1,98 kg/m³. Môže byť v pevnom alebo kvapalnom stave. Pevná fáza sa vyskytuje pri negatívnom teple a konštantnom atmosférickom tlaku, nazýva sa „suchý ľad“. Kvapalná fáza CO_{2 je možná so zvyšujúcim sa tlakom. Táto vlastnosť sa využíva na skladovanie, prepravu a technologické aplikácie. Sublimácia (prechod do plynného skupenstva z pevnej látky bez prechodnej kvapalnej fázy) je možná pri -77 - -79˚С. Rozpustnosť vo vode v pomere 1:1 je realizovaná pri t=14-16˚С.}

Druhy oxidu uhličitého sa rozlišujú v závislosti od pôvodu:

1. Odpadové produkty rastlín a zvierat, emisie zo sopiek, emisie plynov z útrob zeme, vyparovanie z povrchu vodných plôch.
2. Ľudský výkon vrátane emisií zo spaľovania všetkých druhovpalivo.

Ako užitočná látka sa používa:

1. V hasiacich prístrojoch s oxidom uhličitým.
2. Vo valcoch na oblúkové zváranie vo vhodnom prostredí CO_2.
3. V potravinárskom priemysle ako konzervačná látka a na sýtenie vody.
4. Ako chladivo na dočasné chladenie.
5. V chemickom priemysle.
6. V metalurgii.

Oxid uhličitý sa ako nenahraditeľná súčasť života planéty, človeka, prevádzky strojov a celých tovární, hromadí v spodných a horných vrstvách atmosféry, spomaľuje uvoľňovanie tepla a vytvára „skleníkový efekt.

Skvapalnený plyn a jeho úloha

Medzi látkami prírodného pôvodu a technologickým účelom patria také, ktoré majú vysoký stupeň horľavosti a výhrevnosti. Na skladovanie, prepravu a použitie sa používajú tieto druhy skvapalneného plynu: metán, propán, bután, ako aj zmesi propán-bután.

Bután (C₄H₁₀₎ a propán sú zložkami ropných plynov. Prvý skvapalňuje pri -1 - -0, 5˚С. Preprava a použitie čistého butánu v mrazivom počasí sa nevykonáva z dôvodu jeho zamrznutia. Teplota skvapalňovania propánu (С₃Н_{8) -41 – -42˚С, kritický tlak – 4,27 MPa.}

Metán (CH_{4) je hlavnou zložkou zemného plynu. Druhy zdrojov plynu - ložiská ropy, produkty biogénnych procesov. K skvapalneniu dochádza postupným stláčaním a znižovaním tepla na -160 - -161˚С. Na každomštádium je komprimované 5-10 krát.}

Skvapalnenie sa vykonáva v špeciálnych závodoch. Samostatne sa vyrábajú propán, bután, ako aj ich zmes pre domáce a priemyselné použitie. Metán sa používa v priemysle a ako palivo v doprave. Ten môže byť vydaný aj v komprimovanej forme.

Stlačený plyn a jeho úloha

V poslednej dobe si stlačený zemný plyn získal popularitu. Ak sa pre propán a bután používa iba skvapalňovanie, potom sa metán môže vyrábať v skvapalnenom aj stlačenom stave. Plyn vo fľašiach pod vysokým tlakom 20 MPa má oproti dobre známemu skvapalnenému plynu množstvo výhod.

1. Vysoká rýchlosť vyparovania, vrátane negatívnych teplôt vzduchu, žiadne negatívne akumulačné javy.
2. Nižšia toxicita.
3. Úplné spaľovanie, vysoká účinnosť, žiadny negatívny vplyv na zariadenie a atmosféru.

Čoraz častejšie nachádza uplatnenie nielen pre nákladné autá, ale aj pre osobné automobily, ako aj pre kotlové zariadenia.

Plyn je nenápadná, no pre ľudský život nenahraditeľná látka. Vysoká výhrevnosť niektorých z nich odôvodňuje rozšírené používanie rôznych zložiek zemného plynu ako paliva pre priemysel a dopravu.