Principaux types de gaz

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-02 13:54

La nature connaît trois états de base de toute substance: solide, liquide et gazeux. Presque n'importe quel liquide peut acquérir chacun des deux autres. De nombreux solides, lorsqu'ils sont fondus, évaporés ou brûlés, peuvent reconstituer le contenu de l'air. Mais tous les gaz ne peuvent pas devenir un composant de matériaux solides ou de liquides. Différents types de gaz sont connus, qui diffèrent par leurs propriétés, leur origine et leurs caractéristiques d'application.

Définition et propriétés

Le gaz est une substance caractérisée par l'absence ou la valeur minimale de liaisons intermoléculaires, ainsi que par la mobilité active des particules. Propriétés de base que possèdent tous les types de gaz:

1. Fluidité, déformabilité, volatilité, recherche d'un volume maximum, la réaction des atomes et des molécules à une diminution ou une augmentation de la température, qui se manifeste par une modification de l'intensité de leur mouvement.
2. Existe à une température où une augmentation de pression ne se liquéfie pas.
3. Facilerétrécir, diminuer de volume. Cela le rend facile à transporter et à utiliser.
4. La plupart sont liquéfiés par compression dans certaines limites de pressions et de valeurs thermiques critiques.

En raison de l'inaccessibilité de la recherche, ils sont décrits à l'aide des paramètres de base suivants: température, pression, volume, masse molaire.

Classement par dépôt

Dans l'environnement naturel, toutes sortes de gaz se trouvent dans l'air, la terre et l'eau.

1. Composants de l'air: oxygène, azote, dioxyde de carbone, argon, oxyde nitrique avec des impuretés de néon, krypton, hydrogène, méthane.
2. Dans la croûte terrestre, l'azote, l'hydrogène, le méthane et d'autres hydrocarbures, le dioxyde de carbone, l'oxyde de soufre_{et d'autres sont à l'état gazeux et liquide. Il existe également des dépôts de gaz dans la fraction solide mélangée à des couches d'eau à des pressions d'environ 250 atm. à des températures relativement basses (jusqu'à 20˚С).}
3. Les réservoirs contiennent des gaz solubles - chlorure d'hydrogène, ammoniac et des gaz peu solubles - oxygène, azote, hydrogène, dioxyde de carbone _etc.

Les réserves naturelles dépassent de loin le nombre possible de réserves artificiellement créées.

Classification par degré d'inflammabilité

Tous les types de gaz, en fonction des caractéristiques comportementales dans les processus d'allumage et de combustion, sont divisés en oxydants, inertes et combustibles.

1. Les oxydants favorisent et entretiennent la combustion, mais ne se brûlent pas: air, oxygène, fluor, chlore, oxyde et dioxyde d'azote.
2. Inert ne participe pasen combustion, cependant, ils ont tendance à déplacer l'oxygène et à influencer la diminution de l'intensité du processus: hélium, néon, xénon, azote, argon, dioxyde de carbone.
3. Les combustibles s'enflamment ou explosent lorsqu'ils sont combinés à l'oxygène: méthane, ammoniac, hydrogène, acétylène, propane, butane, monoxyde de carbone, éthane, éthylène. La plupart d'entre eux se caractérisent par une combustion uniquement dans des conditions d'une certaine composition du mélange gazeux. En raison de cette propriété, le gaz est le type de combustible, de loin le plus courant. Le méthane, le propane, le butane sont utilisés à ce titre.

Le dioxyde de carbone et son rôle

Est l'un des gaz les plus courants dans l'atmosphère (0,04%). A température et pression atmosphérique normales, il a une masse volumique de 1,98 kg/m³. Peut être à l'état solide ou liquide. La phase solide se produit à chaleur négative et à pression atmosphérique constante, on l'appelle "neige carbonique". La phase liquide CO_{2 est possible avec une pression croissante. Cette propriété est utilisée pour le stockage, le transport et les applications technologiques. La sublimation (passage à un état gazeux à partir d'un solide, sans phase liquide intermédiaire) est possible à -77 - -79˚С. La solubilité dans l'eau dans un rapport de 1:1 est réalisée à t=14-16˚С.}

Les types de dioxyde de carbone sont distingués selon l'origine:

1. Les déchets des plantes et des animaux, les émissions des volcans, les émissions de gaz des entrailles de la terre, l'évaporation de la surface des masses d'eau.
2. Production humaine, y compris les émissions provenant de la combustion de toutes sortescarburant.

En tant que substance utile, il est utilisé:

1. Dans les extincteurs à dioxyde de carbone.
2. Dans les cylindres pour le soudage à l'arc dans l'environnement approprié CO_2.
3. Dans l'industrie alimentaire comme conservateur et pour la carbonatation de l'eau.
4. Comme réfrigérant pour le refroidissement temporaire.
5. Dans l'industrie chimique.
6. En métallurgie.

Étant un élément indispensable à la vie de la planète, de l'homme, du fonctionnement des machines et des usines entières, le dioxyde de carbone s'accumule dans les couches inférieures et supérieures de l'atmosphère, retardant le dégagement de chaleur et créant un "effet de serre ".

Le gaz liquéfié et son rôle

Parmi les substances d'origine naturelle et à usage technologique, il y a celles qui ont un haut degré d'inflammabilité et de pouvoir calorifique. Les types de gaz liquéfiés suivants sont utilisés pour le stockage, le transport et l'utilisation: méthane, propane, butane, ainsi que les mélanges propane-butane.

Le butane (C₄H₁₀₎ et le propane sont des constituants des gaz de pétrole. Le premier se liquéfie à -1 - -0, 5˚С. Le transport et l'utilisation par temps glacial du butane pur ne sont pas effectués en raison de son gel. Température de liquéfaction du propane (С₃Н_{8) -41 – -42˚С, pression critique – 4,27 MPa.}

Le méthane (CH_{4) est le principal constituant du gaz naturel. Types de source de gaz - gisements de pétrole, produits de processus biogéniques. La liquéfaction se produit par compression progressive et réduction de la chaleur à -160 - -161˚С. Sur chaquela scène est compressée 5 à 10 fois.}

La liquéfaction est effectuée dans des usines spéciales. Le propane, le butane ainsi que leur mélange à usage domestique et industriel sont produits séparément. Le méthane est utilisé dans l'industrie et comme carburant pour les transports. Ce dernier peut également être publié sous forme compressée.

Le gaz comprimé et son rôle

Récemment, le gaz naturel comprimé a gagné en popularité. Si seule la liquéfaction est utilisée pour le propane et le butane, le méthane peut être produit à la fois à l'état liquéfié et à l'état comprimé. Le gaz en bouteilles sous haute pression de 20 MPa présente un certain nombre d'avantages par rapport au gaz liquéfié bien connu.

1. Taux d'évaporation élevé, y compris à des températures négatives de l'air, pas de phénomènes d'accumulation négatifs.
2. Toxicité plus faible.
3. Combustion complète, haute efficacité, aucun impact négatif sur l'équipement et l'atmosphère.

Trouve de plus en plus d'applications non seulement pour les camions, mais aussi pour les voitures, ainsi que pour les équipements de chaudière.

Le gaz est une substance discrète mais indispensable à la vie humaine. Le pouvoir calorifique élevé de certains d'entre eux justifie la généralisation de l'utilisation de divers composants du gaz naturel comme carburant pour l'industrie et les transports.