Գազերի հիմնական տեսակները

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-02 13:56

Բնությունը գիտի ցանկացած նյութի երեք հիմնական վիճակ՝ պինդ, հեղուկ և գազային: Գրեթե ցանկացած հեղուկ կարող է ձեռք բերել մնացած երկուսից յուրաքանչյուրը: Շատ պինդ նյութեր, երբ հալվում են, գոլորշիացվում կամ այրվում, կարող են լրացնել օդի պարունակությունը: Բայց ամեն գազ չէ, որ կարող է դառնալ պինդ նյութերի կամ հեղուկների բաղադրիչ: Հայտնի են գազերի տարբեր տեսակներ, որոնք տարբերվում են իրենց հատկություններով, ծագման և կիրառման առանձնահատկություններով։

Սահմանում և հատկություններ

Գազը նյութ է, որը բնութագրվում է միջմոլեկուլային կապերի բացակայությամբ կամ նվազագույն արժեքով, ինչպես նաև մասնիկների ակտիվ շարժունակությամբ։ Հիմնական հատկությունները, որոնք ունեն բոլոր տեսակի գազերը՝

1. Հեղուկություն, դեֆորմացիա, անկայունություն, առավելագույն ծավալի ձգտում, ատոմների և մոլեկուլների արձագանքը ջերմաստիճանի նվազմանը կամ բարձրացմանը, որն արտահայտվում է դրանց շարժման ինտենսիվության փոփոխությամբ։
2. Գոյություն ունեն այնպիսի ջերմաստիճանում, որտեղ ճնշման աճը չի հեղուկացվում:
3. Հեշտնեղանալ, ծավալի նվազում: Սա հեշտացնում է այն տեղափոխելը և օգտագործելը:
4. Շատերը հեղուկացվում են սեղմման միջոցով ճնշման և կրիտիկական ջերմային արժեքների որոշակի սահմաններում:

Հետազոտության անհասանելիության պատճառով դրանք նկարագրվում են հետևյալ հիմնական պարամետրերի միջոցով՝ ջերմաստիճան, ճնշում, ծավալ, մոլային զանգված:

Դասակարգում ըստ ավանդի

Բնական միջավայրում բոլոր տեսակի գազերը հանդիպում են օդում, հողում և ջրում:

1. Օդի բաղադրիչները՝ թթվածին, ազոտ, ածխածնի երկօքսիդ, արգոն, ազոտի օքսիդ՝ նեոնի, կրիպտոնի, ջրածնի, մեթանի կեղտով։
2. Երկրակեղևում ազոտը, ջրածինը, մեթանը և այլ ածխաջրածիններ, ածխաթթու գազ, ծծմբի օքսիդ_{և այլն գտնվում են գազային և հեղուկ վիճակում։ Կան նաև գազի պաշարներ պինդ ֆրակցիայում՝ խառնված ջրային շերտերի հետ մոտ 250 ատմ ճնշման տակ։ համեմատաբար ցածր ջերմաստիճանում (մինչև 20˚С):}
3. Ջրամբարները պարունակում են լուծվող գազեր՝ ջրածնի քլորիդ, ամոնիակ և վատ լուծվող գազեր՝ թթվածին, ազոտ, ջրածին, ածխածնի երկօքսիդ_{և այլն:}

Բնական պաշարները զգալիորեն գերազանցում են արհեստականորեն ստեղծված հնարավոր քանակությունը։

Դասակարգում ըստ դյուրավառության աստիճանի

Բոլոր տեսակի գազերը, կախված բռնկման և այրման գործընթացների վարքագծային բնութագրերից, բաժանվում են օքսիդացողների՝ իներտ և այրվող։

1. Օքսիդանտները նպաստում և աջակցում են այրմանը, բայց չեն այրվում իրենց՝ օդը, թթվածինը, ֆտորը, քլորը, ազոտի օքսիդը և երկօքսիդը:
2. Իներտ մի մասնակցեքայրման ժամանակ, սակայն, նրանք հակված են տեղահանել թթվածինը և ազդել գործընթացի ինտենսիվության նվազման վրա՝ հելիում, նեոն, քսենոն, ազոտ, արգոն, ածխածնի երկօքսիդ։
3. Այրվող նյութերը բոցավառվում կամ պայթում են, երբ միանում են թթվածնի հետ՝ մեթան, ամոնիակ, ջրածին, ացետիլեն, պրոպան, բութան, ածխածնի օքսիդ, էթան, էթիլեն: Նրանցից շատերին բնորոշ է այրումը միայն գազային խառնուրդի որոշակի բաղադրության պայմաններում։ Այս հատկության շնորհիվ գազը վառելիքի տեսակն է, որը շատ տարածված է: Այս հզորությամբ օգտագործվում են մեթան, պրոպան, բութան։

Ածխածնի երկօքսիդը և նրա դերը

Մթնոլորտում ամենատարածված գազերից մեկն է (0,04%): Նորմալ ջերմաստիճանի և մթնոլորտային ճնշման դեպքում այն ունի 1,98 կգ/մ խտություն³: Կարող է լինել պինդ կամ հեղուկ վիճակում։ Պինդ փուլը տեղի է ունենում բացասական ջերմության և մշտական մթնոլորտային ճնշման դեպքում, այն կոչվում է «չոր սառույց»: Հեղուկ փուլը CO_{2 հնարավոր է աճող ճնշման դեպքում: Այս գույքը օգտագործվում է պահեստավորման, փոխադրման և տեխնոլոգիական ծրագրերի համար: Սուբլիմացիա (պինդից գազային վիճակի անցում, առանց միջանկյալ հեղուկ փուլի) հնարավոր է -77 - -79˚С։ Ջրում լուծելիությունը 1:1 հարաբերակցությամբ իրականացվում է t=14-16˚С.}

Ածխածնի երկօքսիդի տեսակները տարբերվում են՝ կախված ծագումից՝

1. Բույսերի և կենդանիների թափոններ, հրաբուխներից արտանետումներ, երկրի աղիքներից գազերի արտանետումներ, ջրային մարմինների մակերևույթից գոլորշիացում:
2. Մարդկային արտադրանք, ներառյալ բոլոր տեսակի արտանետումները այրման արդյունքումվառելիք.

Որպես օգտակար նյութ օգտագործվում է:

1. Ածխածնի երկօքսիդի կրակմարիչներում.
2. Բալոններում աղեղային եռակցման համար համապատասխան միջավայրում CO_2.
3. Սննդի արդյունաբերության մեջ որպես կոնսերվանտ և ջրի ածխաթթվացման համար:
4. Որպես սառնագենտ ժամանակավոր սառեցման համար։
5. Քիմիական արդյունաբերությունում.
6. Մետալուրգիայում.

Լինելով մոլորակի, մարդու, մեքենաների և ամբողջ գործարանների կյանքի անփոխարինելի բաղադրիչ՝ ածխաթթու գազը կուտակվում է մթնոլորտի ստորին և վերին շերտերում՝ հետաձգելով ջերմության արտազատումը և ստեղծելով «ջերմոցային էֆեկտ». «.

Հեղուկ գազ և դրա դերը

Բնական ծագման և տեխնոլոգիական նշանակության նյութերի շարքում կան այնպիսիք, որոնք ունեն բարձր դյուրավառության և կալորիականություն։ Պահպանման, փոխադրման և օգտագործման համար օգտագործվում են հեղուկ գազի հետևյալ տեսակները՝ մեթան, պրոպան, բութան, ինչպես նաև պրոպան-բութան խառնուրդներ։

Բութանը (C₄H₁₀₎ և պրոպանը նավթային գազերի բաղադրիչներն են: Առաջինը հեղուկանում է -1 - -0, 5˚С ջերմաստիճանում։ Մաքուր բութանի տեղափոխումը և օգտագործումը ցրտաշունչ եղանակին չի իրականացվում դրա սառցակալման պատճառով։ Հեղուկացման ջերմաստիճան պրոպանի համար (С₃Н_{8) -41 – -42˚С, կրիտիկական ճնշում – 4,27 ՄՊա։}

Մեթանը (CH_{4) բնական գազի հիմնական բաղադրիչն է: Գազի աղբյուրների տեսակները՝ նավթի հանքավայրեր, կենսագեն գործընթացների արգասիքներ։ Հեղուկացումը տեղի է ունենում աստիճանական սեղմման և ջերմության նվազեցման միջոցով մինչև -160 - -161˚С: Յուրաքանչյուրի վրափուլը սեղմվում է 5-10 անգամ։}

Հեղուկացումն իրականացվում է հատուկ գործարաններում։ Պրոպանը, բութանը, ինչպես նաև կենցաղային և արդյունաբերական օգտագործման համար դրանց խառնուրդը արտադրվում են առանձին։ Մեթանը օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ և որպես տրանսպորտի վառելիք։ Վերջինս կարող է թողարկվել նաև սեղմված տեսքով։

Սեղմված գազ և դրա դերը

Վերջերս սեղմված բնական գազը մեծ տարածում է գտել: Եթե պրոպանի և բութանի համար օգտագործվում է միայն հեղուկացում, ապա մեթանը կարող է արտադրվել ինչպես հեղուկացված, այնպես էլ սեղմված վիճակում։ 20 ՄՊա բարձր ճնշման տակ գտնվող բալոններում գազը մի շարք առավելություններ ունի հայտնի հեղուկ գազի նկատմամբ։

1. Գոլորշիացման բարձր արագություն, ներառյալ օդի բացասական ջերմաստիճաններում, բացասական կուտակման երևույթներ չկան։
2. Ցածր թունավորություն.
3. Ամբողջական այրում, բարձր արդյունավետություն, ոչ մի բացասական ազդեցություն սարքավորումների և մթնոլորտի վրա:

Ավելի ու ավելի է կիրառում ոչ միայն բեռնատարների, այլ նաև մեքենաների, ինչպես նաև կաթսայատան սարքավորումների համար։

Գազը մարդու կյանքի համար աննկատ, բայց անփոխարինելի նյութ է: Դրանցից որոշների բարձր ջերմային արժեքը արդարացնում է բնական գազի տարբեր բաղադրիչների համատարած օգտագործումը որպես արդյունաբերության և տրանսպորտի վառելիք։