ปริมาณก๊าซในอากาศ อากาศคืออะไรและประกอบด้วยอะไร? ศูนย์เซลเซียสที่สตราโทพอส

เมื่อสัมผัสกับเปลวไฟจะเกิดปฏิกิริยาที่เรียกว่าปฏิกิริยาออกซีไฮโดรเจน ในอากาศ ณ ความดันบรรยากาศสัดส่วนปริมาตรของไฮโดรเจนควรอยู่ระหว่าง 4 ถึง 77% หากเกินหรือเกินขีดจำกัดเหล่านี้ จะไม่มีอีกต่อไป ปฏิกิริยาที่ใหญ่ที่สุดเกิดขึ้นที่อัตราส่วนไฮโดรเจน 2 ตัวและออกซิเจน 1 ตัว สำหรับการตรวจจับ การทดสอบที่จะทดสอบมักจะจัดขึ้นในรูโดยให้รูคว่ำลงในบริเวณแหล่งกำเนิดประกายไฟ

ความเข้มของการเผาไหม้

ความเร็วในการจุดระเบิดคือความเร็วของการขยายตัวของการเผาไหม้ซึ่งสามารถเข้าถึงได้ ก๊าซเหลวเมื่อผสมกับอากาศหรือออกซิเจน อัตราการไหลของก๊าซเหลวในอากาศมากกว่าอัตราการเผาไหม้ ดังนั้น การกำจัดการสะท้อนกลับเข้าไปในถังหรือขวด โดยไม่คำนึงถึงสิ่งที่อยู่ภายในนั้นจะถูกกำจัด

ความหนาแน่นของของเหลวและก๊าซขึ้นอยู่กับความดันและอุณหภูมิ ในกรณีของก๊าซเหลว จะมีความแตกต่างระหว่างสถานะของเหลวและสถานะก๊าซ เนื่องจากมีความหนาแน่นสูงกว่า LPG จึงตกลงสู่พื้นและสะสมที่จุดต่ำสุด ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย ไม่ควรเก็บก๊าซเหลวในขวดหรือภาชนะรับความดันไว้ในห้องที่ต่ำกว่าระดับพื้นดิน

การเพิ่มขึ้นของปริมาตรของการระเหยของก๊าซเหลวมีความสำคัญ: ตัวอย่างเช่นโพรเพนเหลวหนึ่งลิตรในสถานะก๊าซจะมีปริมาตรประมาณ 260 ลิตร ถังและขวด LPG จะต้องไม่เต็มเนื่องจากต้องมีพื้นที่สำหรับเติมแก๊สที่กำหนด พื้นที่ก๊าซนี้ทำหน้าที่เป็นตัวกั้น เนื่องจากความดันที่เพิ่มขึ้นในถังที่เต็มไปด้วยก๊าซเหลวเต็มที่จะทำให้ความดันเพิ่มขึ้น 7 บาร์ต่ออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นในหน่วยเซลเซียสแต่ละครั้ง

ก๊าซเหลวที่ผสมกับอากาศสามารถติดไฟหรือระเบิดได้เฉพาะความเข้มข้นบางพื้นที่เท่านั้น ขีดจำกัดบนหรือล่างของการติดไฟคือความเข้มข้นของก๊าซปิโตรเลียมเหลวในอากาศ ซึ่งในกรณีนี้การจุดติดไฟจะไม่นำไปสู่การเผาไหม้ต่อไป

พลังงานขีดจำกัดการติดไฟด้านล่างและด้านบนของโพรเพนคือ 2.1 และ 9.5 vol.% บิวเทน 1.5 และ 8.5 vol.% สำหรับการเปรียบเทียบ: ก๊าซธรรมชาติ 4.0 และ 16.0 vol.% ในทางปฏิบัติสิ่งนี้หมายถึงความปลอดภัยในระดับสูง เนื่องจากภายในขอบเขตแคบๆ เหล่านี้เท่านั้นที่สามารถเกิดการติดไฟหรือไฟลุกไหม้ได้ สารผสมที่ต่ำกว่าขีดจำกัดไวไฟนี้มีความบางเกินไป สารผสมที่อยู่เหนือขีดจำกัดเหล่านี้หนาเกินกว่าจะเผาไหม้ได้ ก๊าซธรรมชาติ เช่นเดียวกับก๊าซทางเทคนิคหลายชนิด มีช่วงการเผาไหม้ที่กว้างกว่ามาก ซึ่งจำเป็นต้องเพิ่มเติม มาตรการป้องกันความปลอดภัย.

เมื่อของเหลวถูกให้ความร้อน ณ จุดเดือดจุดหนึ่ง การเปลี่ยนจากของเหลวเป็นก๊าซจะเกิดขึ้น ดังนั้นเมื่อเปรียบเทียบกับน้ำ โพรเพนและเอ็นบิวเทนจึงเป็นก๊าซที่อุณหภูมิต่ำกว่ามาก ความดันอิ่มตัวคือความดันที่เกิดการเปลี่ยนจากสถานะก๊าซไปเป็นสถานะของเหลวของหน่วย ความดันไอของก๊าซเหลวในภาชนะปิดจะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบและอุณหภูมิของก๊าซเท่านั้น และไม่ขึ้นอยู่กับระดับของการบรรจุ ถ้าก๊าซถูกเอาออกจากถังก๊าซเหลว ก๊าซเหลวจะพยายามคืนสมดุลโดยการระเหยเฟสก๊าซเหลวอีกครั้ง

เฉพาะในกรณีที่ก๊าซเหลวถูกดึงออกมามากกว่าความสามารถในการระเหยของภาชนะบรรจุ ความดันจะลดลงหรือไม่ อากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซ: ไนโตรเจน ออกซิเจน ก๊าซมีตระกูล คาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนประกอบหลักของอากาศคือไนโตรเจน นอกจากออกซิเจนแล้ว ยังมีก๊าซเรือนกระจก คาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซมีตระกูลอีก 5 ชนิด การวิเคราะห์อากาศโดยละเอียดสามารถดูได้จากตารางด้านล่าง

เชื่อมต่อเครื่องเก็บตัวอย่างลูกสูบกับอากาศ 100 มล. พอดีผ่านท่อเผาไหม้ด้วยหัววัดลูกสูบตัวที่สองซึ่งอยู่ที่ศูนย์ ท่อเผาไหม้มีตาข่ายทองแดงอยู่ระหว่างใยแก้วซึ่งขณะนี้ได้รับความร้อน ตอนนี้กดอากาศจากตัวอย่างลูกสูบหนึ่งไปยังอีกตัวอย่างหนึ่งหลายๆ ครั้ง จากนั้นปล่อยให้ท่อเผาไหม้เย็นลงและกำจัดปริมาตรที่เหลือออก โปรดสังเกตด้วยว่าสีของทองแดงเปลี่ยนไปอย่างไร

สมบัติทางกายภาพของชั้นบรรยากาศต่างๆ

ก๊าซมีตระกูลมีการใช้กันมานานแล้วในด้านต่างๆ เช่น เทคโนโลยีแสงสว่างและการดำน้ำ ตัวอย่างเช่น ฮีเลียมไม่ติดไฟและทำหน้าที่เป็นก๊าซพาหะ ลูกโป่งและเรือบิน เนื่องจากการติดไฟได้ ฮีเลียมจึงถูกพบว่าเป็นก๊าซพาหะสำหรับเรือเหาะและบอลลูน อย่างไรก็ตาม มีให้บริการในขอบเขตที่จำกัดเท่านั้น แจนส์เซนถูกค้นพบในช่วงสเปกตรัมของการยื่นออกมาจากดวงอาทิตย์ อาร์กอนมีความสำคัญอย่างยิ่งในฐานะก๊าซป้องกันระหว่างการเชื่อม

จะมีการให้ความสนใจเป็นพิเศษในการลดการจัดหาพลังงานและการเพิ่มประสิทธิภาพทรัพยากรในขณะที่ยังคงรักษากำลังการผลิตที่เพียงพอ สิ่งนี้ทำได้ เช่น โดยการปรับปรุงการควบคุมโรงงาน การใช้เทอร์โบชาร์จเจอร์ประหยัดพลังงาน หรือความต้องการพลังงานที่ลดลงสำหรับน้ำหล่อเย็นและการหมุนเวียนของน้ำ เพื่อจูงใจวิศวกร จึงได้รับรางวัลโรงแยกอากาศที่ประหยัดพลังงานมากที่สุด

ข้อมูลที่เกี่ยวข้องสำหรับโรงแยกอากาศที่เกี่ยวข้อง สิ่งแวดล้อมและภูมิอากาศมีการตรวจวัดและเผยแพร่อย่างต่อเนื่องเป็นประจำทุกปี นี่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสัตว์แอโรบิกทุกชนิดบนบก ส่วนประกอบอีกประการหนึ่งของอากาศคือไอน้ำ ความสามารถในการดูดซับไอน้ำของก๊าซขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ยิ่งอุณหภูมิสูงเท่าใด ในทางทฤษฎีก็สามารถดูดซับไอน้ำได้มากขึ้นเท่านั้น ไอน้ำเบากว่าอากาศ ซึ่งหมายความว่าอากาศที่อุดมด้วยไอน้ำจะเพิ่มขึ้น ไอน้ำควบแน่นโดยการทำความเย็นในชั้นที่สูงขึ้น

การควบแน่นเกาะอยู่บนสิ่งสกปรกหรืออนุภาคฝุ่นซึ่งถูกมองว่าเป็นเมฆ หลังจากแยกอากาศแล้ว ก๊าซจะถูกผสมอีกครั้งตามข้อกำหนด ส่วนประกอบก๊าซอื่นๆ ส่วนใหญ่ขาดหายไปจากอากาศสังเคราะห์ โดยปกติแล้ว อากาศสังเคราะห์จะมีก๊าซอื่นๆ ในปริมาณเพียงเล็กน้อยเท่านั้น อากาศสังเคราะห์ถูกใช้ทุกที่ที่ก๊าซอื่นๆ ที่มีอยู่ในอากาศปกติอาจรบกวนกระบวนการต่างๆ แต่มีการใช้ก๊าซเฉื่อย เช่น อากาศสังเคราะห์ ในเทคโนโลยีการวิเคราะห์หรือการวัดค่า

องค์ประกอบของอากาศตามธรรมชาติ

การใช้งานเพิ่มเติมสามารถพบได้ในทางการแพทย์ องค์ประกอบของอากาศสามารถเปลี่ยนแปลงได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์อาจมีความผันผวน อากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซต่าง ๆ ในบรรยากาศของเรา นอกเหนือจากการระเหยทางกายภาพ ควันหรือก๊าซไอเสียแล้ว ทุกคนยังคำนึงถึงออกซิเจนซึ่งจำเป็นต่อการหายใจเป็นหลัก

อย่างไรก็ตาม ปริมาณอากาศที่ใหญ่ที่สุดระหว่างโลก โทรโพสเฟียร์ และเอกโซสเฟียร์นั้นไม่ใช่ออกซิเจนตามที่คาดไว้ ถ้าเป็นอย่างนั้น มันก็คงไม่แย่สำหรับเรา เราก็คงไม่มีตัวตนด้วยซ้ำ แต่สิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นสิ่งที่การทดลองอื่นๆ ควรจะพิสูจน์

ชั้นบรรยากาศปกป้องจากรังสีดวงอาทิตย์

เรากำลังจัดการกับการตรวจจับปริมาณออกซิเจนในอากาศอย่างแม่นยำ คำศัพท์ให้ความหมายดังนี้ อากาศประกอบด้วยไนโตรเจน 09% โดยปริมาตร, ออกซิเจน 95% โดยปริมาตร, คาร์บอนไดออกไซด์ 03% โดยปริมาตร และก๊าซมีตระกูล 93% โดยปริมาตร ออกซิเจนบริสุทธิ์จะนำไปสู่ปฏิกิริยาการเผาไหม้ที่ไม่สามารถควบคุมได้อย่างรวดเร็ว ปริมาณไนโตรเจนที่สูงทำให้ปฏิกิริยาออกซิเจนบนโลกเป็นที่ยอมรับได้ ไนโตรเจนยังเข้าสู่ชั้นบรรยากาศผ่านปฏิกิริยาต่างๆ ในบรรยากาศและฝน และทำหน้าที่เป็นปุ๋ยในสารประกอบนั้นๆ คาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศ แม้ว่าจะเป็นอันตรายบ่อยครั้งก็ตาม ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศก็มีส่วนทำให้เกิดแรงผลักดันเชิงบวก โดยหากปราศจากสิ่งนี้ โลกก็จะเย็นมาก

องค์ประกอบพื้นฐานของบรรยากาศ

ด้วยความรู้นี้ เราจึงสามารถพิสูจน์การทดลองออกซิเจนได้ ท่อควอทซ์วางอยู่ในขาตั้งกล้อง ในระดับเดียวกัน คุณจะวางขาตั้งเพิ่มเติมทางซ้ายและขวา ซึ่งสามารถยึดตัวอย่างลูกสูบได้ในภายหลัง

ตาข่ายลวดทองแดงวางอยู่ในท่อควอทซ์และปิดด้วยปลั๊กแบบมีรู เครื่องเก็บตัวอย่างลูกสูบถูกดึงเข้าไปในอุปกรณ์จนเป็นศูนย์ ส่วนเครื่องเก็บตัวอย่างลูกสูบอีกเครื่องจะถูกเติมอากาศ 100 มล. แล้วจับยึด เมื่อตั้งค่าอุปกรณ์แล้ว เขาจะตรวจสอบอีกครั้งว่าปิดแน่นที่สุดแล้ว จากนั้นตาข่ายลวดทองแดงจะถูกให้ความร้อนด้วยเครื่องเผาไหม้ Bunsen และลูกสูบลูกสูบจะถูกดันไปมาจนกว่าจะตรวจไม่พบการเปลี่ยนแปลงของปริมาตร

อากาศประกอบด้วยก๊าซอะไรบ้าง?

ตาข่ายลวดทองแดงจะเปลี่ยนเป็นสีดำเมื่อถูกความร้อน ในตอนแรกปริมาตรอากาศในตัวอย่างลูกสูบจะเพิ่มขึ้น แต่เมื่อสิ้นสุดการทดลองหลังจากเย็นตัวลง จะพบว่าปริมาตรลดลงเหลือ 80 มล. คอปเปอร์ออกไซด์สีดำก่อตัวขึ้นบนตาข่ายลวดทองแดง ออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้มาจากสิ่งแวดล้อม

เนื่องจากระบบที่สร้างขึ้นถูกปิดผนึกสุญญากาศในกรณีที่เหมาะที่สุด การลดปริมาตรจึงเกิดจากปฏิกิริยานี้ สันนิษฐานได้ว่ามีออกซิเจน 20% ในอากาศ ปริมาตรที่เพิ่มขึ้นในช่วงแรกเกิดจากการให้ความร้อนแก่อากาศโดยใช้เครื่องเผาแผดเผา

เราต้องชี้ให้เห็นถึงความเสี่ยงของการทดลองนี้ หากระบบหรือเครือข่ายปิดไม่สนิท สายทองแดงต่ำเกินไป ผลลัพธ์ที่ได้ค่อนข้างขัดแย้งกัน ซึ่งไม่ได้นำไปสู่ปริมาณออกซิเจนประมาณ 20 vol.% ในอากาศ ส่วนผสมของก๊าซต่างๆ ที่สามารถอธิบายได้ว่าเป็นส่วนผสมของก๊าซในอุดมคติหรือจริง ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของก๊าซเหล่านั้น

ส่วนผสมของก๊าซในอุดมคติจะเกิดขึ้นเมื่อที่ความดันและอุณหภูมิเท่ากัน ผลรวมของปริมาตรบางส่วนของก๊าซแต่ละชนิดจะเท่ากับปริมาตรทั้งหมด หากปริมาตรรวมไม่เท่ากับผลรวมของปริมาตรบางส่วนเนื่องจากปฏิกิริยารุนแรงระหว่างอนุภาคก๊าซต่างๆ แสดงว่าก๊าซนั้นเป็นส่วนผสมที่แท้จริง

ในส่วนผสมที่เหมาะสมที่สุด ความดันรวมยังสอดคล้องกับผลรวมของแรงกดดันบางส่วนทั้งหมดด้วย บันทึก. ส่วนผสมของก๊าซในอุดมคติสามารถเกิดขึ้นได้จากการรวมกันของก๊าซจริง นำไปใช้: ส่วนผสมของก๊าซในอุดมคติ ≠ ส่วนผสมของก๊าซในอุดมคติ! อย่างไรก็ตาม ส่วนผสมของก๊าซในอุดมคติย่อมเป็นส่วนผสมในอุดมคติเสมอ!

หน่วยการศึกษาที่ครอบคลุมภาคการศึกษานี้

ก๊าซเกิดขึ้นในปฏิกิริยาหลายอย่าง ดังนั้นการพิจารณาพฤติกรรมของก๊าซจึงเป็นสิ่งสำคัญ สถานะของโมเลกุลและอะตอมในสถานะก๊าซเรียกว่าการเคลื่อนที่แบบคงที่ Boyle-Mariot และ Gay-Lussac นำเสนอสมการสำหรับพฤติกรรมของก๊าซ กฎก๊าซในอุดมคติใช้กับขอบเขต และจะอภิปรายต่อไปในหน่วยการสอนนี้