Внимание!!! Цены на сайте не актуальны — уточняйте |
Физические свойства углекислоты
Физические свойства углекислоты Углекислота (СО2, двуокись углерода, диоксид углерода) – вещество с химическое формулой СО2 и молекулярной массой 44,011 г/моль, которое может существовать в четырёх фазовых состояниях – газообразном, жидком, твёрдом и сверхкритическом. Газообразное состояние СО2 носит общеупотребительное название «углекислый газ». При атмосферном давлении это бесцветный газ без цвета и запаха, при температуре +20 ?С плотностью 1,839 кг/м? (в 1,52 раза тяжелее воздуха), хорошо растворяется в воде (0,88 объёма в 1 объёме воды), частично взаимодействуя в ней с образованием угольной кислоты. Входит в состав атмосферы в среднем 0,035% по объёму. При резком охлаждении за счёт расширения (детандирование) СО2 способен десублимироваться – переходить сразу в твёрдое состояние, минуя жидкую фазу. Газообразный диоксид углерода ранее нередко хранили в стационарных газгольдерах. В настоящее время такой способ хранения не применяется; углекислый газ в необходимом количестве получают непосредственно на месте – путём испарения жидкой углекислоты в газификаторе. Далее газ можно легко перекачать по любому газопроводу под давлением 2-6 атмосфер. Жидкое состояние СО2 носит техническое название «жидкая углекислота» или просто «углекислота». Это бесцветная жидкость без запаха, средней плотностью 771 кг/м3, которая существует только под давлением 3 482…519 кПа при температуре 0…-56,5 град.С («низкотемпературная углекислота»), либо под давлением 3 482…7 383 кПа при температуре 0…+31,0 град.С («углекислота высокого давления»). Углекислоту высокого давления получают чаще всего путём сжатия углекислого газа до давления конденсации, при одновременном охлаждении водой. Низкотемпературную углекислоту, являющейся основной формой диоксида углерода для промышленного потребления, чаще всего получают по циклу высокого давления путём трехступенчатого охлаждения и дросселирования в специальных установках. При небольшом и среднем потреблении углекислоты (высокого давления),т для её хранения и транспортировки используют разнообразные стальные баллоны (от баллончиков для бытовых сифонов до ёмкостей вместимостью 55 л). Самым распространенным является 40 л баллон с рабочим давление 15 000 кПа, вмещающим 24 кг углекислоты. За стальными баллонами не требуется дополнительный уход, углекислота сохраняется без потерь в течение длительного времени. Баллоны с углекислотой высокого давления окрашивают в чёрный цвет. При значительном потреблении, для хранения и транспортировки низкотемпературной жидкой углекислоты используют изотермические цистерны самой разнообразной вместимости, оснащённые служебными холодильными установками. Существуют накопительные (стационарные) вертикальные и горизонтальные цистерны вместимостью от 3 до 250 т, транспортируемые цистерны вместимостью от 3 до 18 т. Цистерны вертикального исполнения требуют строительства фундамента и используются преимущественно в условиях ограниченного пространства для размещения. Применение горизонтальных цистерн позволяет снизить затраты на фундаменты, особенно при наличии общей рамы с углекислотной станцией. Цистерны состоят из внутреннего сварного сосуда, изготовленного из низкотемпературной стали и имеющего пенополиуретановую или вакуумную теплоизоляцию; наружного кожуха из пластика, оцинкованной или нержавеющей стали; трубопроводов, арматуры и приборов контроля. Внутренняя и наружная поверхности сварного сосуда подвергаются специальной обработке, благодаря чему снижена до вероятность поверхностной коррозии металла. В дорогих импортных моделях наружный герметичный кожух выполнен из алюминия. Использование цистерн обеспечивает заправку и слив жидкой углекислоты; хранение и транспортировку без потерь продукта; визуальный контроль массы и рабочего давления при заправке, в процессе хранения и выдачи. Все типы цистерн оснащены многоуровневой системой безопасности. Предохранительные клапаны позволяют производить проверку и ремонт без остановки и опорожнения цистерны. При мгновенном снижении давления до атмосферного, происходящем при впрыске в специальную расширительную камеру (дросселировании), жидкий диоксид углерода мгновенно превращается в газ и тончайшую снегообразную массу, которую прессуют и получают диоксид углерода в твёрдом состоянии, который носит общеупотребительное название «сухой лёд». При атмосферном давлении это белая стекловидная масса плотностью 1 562 кг/м?, с температурой -78,5 ?С, которая на открытом воздухе сублимируется – постепенно испаряется, минуя жидкое состояние. Сухой лёд может быть также получен непосредственно на установках высокого давления, применяемых для получения низкотемпературной углекислоты, из газовых смесей, содержащих СО2 в количестве не менее 75-80%. Объёмная холодопроизводительность сухого льда почти в 3 раза больше, чем у водяного льда, и составляет 573,6 кДж/кг. Твёрдый диоксид углерода обычно выпускают в брикетах размером 200?100?20-70 мм, в гранулах диаметром 3, 6, 10, 12 и 16 мм, редко в виде тончайшего порошка («сухой снег»). Брикеты, гранулы и снег хранят не более 1-2 суток в стационарных заглублённых хранилищах шахтного типа, разбитых на небольшие отсеки; перевозят в специальных изотермических контейнерах с предохранительным клапаном. Используются контейнеры разных производителей вместимостью от 40 до 300 кг и более. Потери на сублимацию составляют, в зависимости от температуры окружающего воздуха 4-6% и более в сутки. При давлении свыше 7,39 кПа и температуре более 31,6 град.С диоксид углерода находится в так называемом сверхкритическом состоянии, при котором его плотность как у жидкости, а вязкость и поверхностное натяжение как у газа. Эта необычная физическая субстанция (флюид) является отличным неполярным растворителем. Сверхкритический CO2 способен полностью или выборочно экстрагировать любые неполярные составляющие с молекулярной массой менее 2 000 дальтон: терпеновые соединения, воски, пигменты, высокомолекулярные насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, алкалоиды, жирорастворимые витамины и фитостерины. Нерастворимыми веществами для сверхкритического CO2 являются целлюлоза, крахмал, органические и неорганические полимеры с высоким молекулярным весом, сахара, гликозидные вещества, протеины, металлы и соли многих металлов. Обладая подобными свойствами, сверхкритический диоксид углерода всё шире применяется в процессах экстракции, фракционирования и импрегнации органических и неорганических веществ. Он является также перспективным рабочим телом для современных тепловых машин.
Техника безопасности По степени воздействия на организм человека газообразный диоксид углерода относится к 4-му классу опасности по ГОСТу 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности». Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны не установлена, при оценке этой концентрации следует ориентироваться на нормативы для угольных и озокеритовых шахт, установленные в пределах 0,5%. При применении сухого льда, при использовании сосудов с жидкой низкотемпературной углекислотой должно обеспечиваться соблюдение мер безопасности, предупреждающих обморожение рук и других участков тела работника. |
Вся информация ресурса www.tech-group.pro имеет исключительно информативные цели и не является публичной офертой к купле/продаже или иным действиям.
Углекислый газ «един» на Земле во множестве разных «обличий»: не боясь ошибиться, его можно именовать «диоксид углерода», «двуокись углерода», «оксид углерода», «угольный ангидрид» или даже «углекислота». При обычных условиях данный газ обладает плотностью, большей, нежели плотность воздуха, практически не обладает запахом (что касается больших концентраций, он демонстрирует слабый кисловатый аромат «соды») и способен перевоплощаться из твёрдого вещества в газ, а при условии повышенного давления превращается в жидкость. Данный газ является растворимым в водной среде, он негорюч, однако в нём может осуществляться горение активных металлов – таких как, например, магний или барий. Химической формулой углекислоты является СО2.
В таблице представлены теплофизические свойства углекислого газа CO2 в зависимости от температуры и давления. Свойства в таблице указаны при температуре от 273 до 1273 К и давлении от 1 до 100 атм.
Рассмотрим такое важное свойство углекислого газа, как плотность. Плотность углекислого газа равна 1,913 кг/м3 при нормальных условиях (при н.у.). По данным таблицы видно, что плотность углекислого газа существенно зависит от температуры и давления — при росте давления плотность CO2 значительно увеличивается, а при повышении температуры газа — снижается. Так, при нагревании на 1000 градусов плотность углекислого газа уменьшается в 4,7 раза.
Однако, при увеличении давления углекислого газа, его плотность начинает расти, причем значительно сильнее, чем снижается при нагреве. Например при давлении 10 атм. и температуре 0°С плотность углекислого газа вырастает уже до значения 20,46 кг/м3.
Необходимо отметить, что рост давления газа приводит к пропорциональному увеличению значения его плотности, то есть при 10 атм. удельный вес углекислого газа в 10 раз больше, чем при нормальном атмосферном давлении.
В таблице приведены следующие теплофизические свойства углекислого газа:
- плотность углекислого газа в кг/м3;
- удельная теплоемкость, кДж/(кг·град);
- теплопроводность, Вт/(м·град);
- динамическая вязкость, Па·с;
- температуропроводность, м2/с;
- кинематическая вязкость, м2/с;
- число Прандтля.
Примечание: будьте внимательны! Теплопроводность в таблице указана в степени 102. Не забудьте разделить на 100!
Углекислый газ, он же углекислота, он же двуокись углерода…
В сварочном производстве используется термин «углекислый газ» см. ГОСТ 2601. В «Правилах устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» принят термин «углекислота», а в ГОСТ 8050 – термин «двуокись углерода».
Существует множество способов получения углекислого газа, основные из которых рассмотрены в статье Способы получения углекислого газа.
Плотность двуокиси углерода зависит от давления, температуры и агрегатного состояния, в котором она находится. При атмосферном давлении и температуре -78,5°С углекислый газ, минуя жидкое состояние, превращается в белую снегообразную массу «сухой лед».
Под давлением 528 кПа и при температуре -56,6°С углекислота может находиться во всех трех состояниях (так называемая тройная точка).
Двуокись углерода термически устойчива, диссоциирует на окись углерода и кислород только при температуре выше 2000°С.
Углекислый газ – это первый газ, который был описан как дискретное вещество. В семнадцатом веке, фламандский химик Ян Баптист ван Гельмонт (Jan Baptist van Helmont) заметил, что после сжигания угля в закрытом сосуде масса пепла была намного меньше массы сжигаемого угля. Он объяснял это тем, что уголь трансформируется в невидимую массу, которую он назвал «газ».
Свойства углекислого газа были изучены намного позже в 1750г. шотландским физиком Джозефом Блэком (Joseph Black).
Он обнаружил, что известняк (карбонат кальция CaCO3) при нагреве или взаимодействии с кислотами, выделяет газ, который он назвал «связанный воздух». Оказалось, что «связанный воздух» плотнее воздуха и не поддерживает горение.
Пропуская «связанный воздух» т.е. углекислый газ CO2 через водный раствор извести Ca(OH)2 на дно осаждается карбонат кальция CaCO3. Джозеф Блэк использовал этот опыт для доказательства того, что углекислый газ выделяется в результате дыхания животных.
Жидкая двуокись углерода бесцветная жидкость без запаха, плотность которой сильно изменяется с изменением температуры. Она существует при комнатной температуре лишь при давлении более 5,85 МПа. Плотность жидкой углекислоты 0,771 г/см 3 (20°С). При температуре ниже +11°С она тяжелее воды, а выше +11°С – легче.
Удельная масса жидкой двуокиси углерода значительно изменяется с температурой, поэтому количество углекислоты определяют и продают по массе. Растворимость воды в жидкой двуокиси углерода в интервале температур 5,8-22,9°С не более 0,05%.
Жидкая двуокись углерода превращается в газ при подводе к ней теплоты. При нормальных условиях (20°С и 101,3 кПа) при испарении 1 кг жидкой углекислоты образуется 509 л углекислого газа. При чрезмерно быстром отборе газа, понижении давления в баллоне и недостаточном подводе теплоты углекислота охлаждается, скорость ее испарения снижается и при достижении «тройной точки» она превращается в сухой лед, который забивает отверстие в понижающем редукторе, и дальнейший отбор газа прекращается. При нагреве сухой лед непосредственно превращается в углекислый газ, минуя жидкое состояние. Для испарения сухого льда необходимо подвести значительно больше теплоты, чем для испарения жидкой двуокиси углерода – поэтому если в баллоне образовался сухой лед, то испаряется он медленно.
Впервые жидкую двуокись углерода получили в 1823 г. Гемфри Дэви (Humphry Davy) и Майкл Фарадей (Michael Faraday).
Твердая двуокись углерода «сухой лед», по внешнему виду напоминает снег и лед. Содержание углекислого газа, получаемого из брикета сухого льда, высокое – 99,93-99,99%. Содержание влаги в пределах 0,06-0,13%. Сухой лед, находясь на открытом воздухе, интенсивно испаряется, поэтому для его хранения и транспортировки используют контейнеры. Получение углекислого газа из сухого льда производится в специальных испарителях. Твердая двуокись углерода (сухой лед), поставляемая по ГОСТ 12162.
Двуокись углерода чаще всего применяют:
- для создания защитной среды при сварке металлов;
- в производстве газированных напитков;
- охлаждение, замораживание и хранения пищевых продуктов;
- для систем пожаротушения;
- для чистки поверхностей сухим льдом.
Плотность углекислого газа достаточно высока, что позволяет обеспечивать защиту реакционного пространства дуги от соприкосновения с газами воздуха и предупреждает азотирование металла шва при относительно небольших расходах углекислоты в струе. Углекислый газ является активным газом, в процессе сварки он взаимодействует с металлом шва и оказывает на металл сварочной ванны окисляющее, а также науглероживающее действие.
Ранее препятствием для применения углекислоты в качестве защитной среды являлись поры в швах. Поры вызывались кипением затвердевающего металла сварочной ванны от выделения оксиси углерода (СО) вследствие недостаточной его раскисленности.
При высоких температурах углекислый газ диссоциирует с образованием весьма активного свободного, одноатомного кислорода:
Окисление металла шва выделяющимся при сварке из углекислого газа свободным кислородом нейтрализуется содержанием дополнительного количества легирующих элементов с большим сродством к кислороду, чаще всего кремнием и марганцем (сверх того количества, которое требуется для легирования металла шва) или вводимыми в зону сварки флюсами (сварка порошковой проволокой).
Как двуокись, так и окись углерода практически не растворимы в твердом и расплавленном металле. Свободный активный кислород окисляет элементы, присутствующие в сварочной ванне, в зависимости от их сродства к кислороду и концентрации по уравнению:
где Мэ – металл (марганец, алюминий или др.).
Кроме того, и сам углекислый газ реагирует с этими элементами.
В результате этих реакций при сварке в углекислоте наблюдается значительное выгорание алюминия, титана и циркония, и менее интенсивное – кремния, марганца, хрома, ванадия и др.
Особенно энергично окисление примесей происходит при полуавтоматической сварке. Это связано с тем, что при сварке плавящимся электродом взаимодействие расплавленного металла с газом происходит при пребывании капли на конце электрода и в сварочной ванне, а при сварке неплавящимся электродом – только в ванне. Как известно, взаимодействие газа с металлом в дуговом промежутке происходит значительно интенсивнее вследствие высокой температуры и большей поверхности контактирования металла с газом.
Теплофизические свойства углекислого газа CO2 при атмосферном давлении
В таблице даны теплофизические свойства углекислого газа CO2 в зависимости от температуры (в интервале от -75 до 1500°С) при атмосферном давлении. Даны следующие теплофизические свойства углекислого газа:
- динамическая вязкость, Па·с;
- коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град);
- число Прандтля.
По данным таблицы видно, что с ростом температуры теплопроводность и динамическая вязкость углекислого газа также увеличиваются. Примечание: будьте внимательны! Теплопроводность в таблице указана в степени 102. Не забудьте разделить на 100!
Углекислый газ: хранение и транспортировка
Хранение СО осуществляется в баллонах чёрного цвета, на корпусе которых обязательно должна быть надпись «Углекислота».
Кроме этого, на ёмкости наносится маркировка, по которой можно получить информацию о производителе баллона, весе пустой ёмкости, а также узнать дату последнего освидетельствования. Нельзя использовать углекислотные баллоны, у которых:
- Истёк срок освидетельствования.
- Имеются повреждения.
- Неисправны вентили.
Транспортировка наполненных газом баллонов должна осуществляться по следующим правилам:
- Транспортировать ёмкости только в горизонтальном положении. Вертикальное размещение допускается только в том случае, если имеются специальные ограждения, которые препятствуют падению баллона во время перевозки.
- Для безопасного перемещения на баллонах должны быть резиновые кольца.
- Не допускать механических воздействий, а также чрезмерного нагрева.
- Запрещается перевозка углекислотных баллонов в торговых аппаратах.
Кроме этого, техникой безопасности запрещается переносить баллоны вручную или перекатывать их по земле.
Хранение баллонов с углекислотой может осуществляться как в специально оборудованных помещениях, так и под открытым небом. В зданиях ёмкости следует размещать на расстоянии не менее 1 метра от отопительных приборов. При хранении на улице необходимо оградить ёмкости от воздействия прямых солнечных лучей и осадков, поэтому размещать резервуары таким способом рекомендуется под навесом. Если хранение баллонов осуществляется в неотапливаемом помещении или под открытым небом, то в зимнее время необходимо следить за тем, чтобы ёмкости не охлаждались ниже минус 40 градусов Цельсия.
Теплопроводность углекислого газа CO2 в зависимости от температуры и давления
В таблице представлены значения теплопроводности углекислого газа CO2 в интервале температуры от 220 до 1400 К и при давлении от 1 до 600 атм. Данные выше черты в таблице относятся к жидкому CO2.
Следует отметить, что теплопроводность сжиженного углекислого газа при увеличении его температуры снижается, а при увеличении давления — растет. Углекислый газ (в газовый фазе) становится более теплопроводным, как при увеличении температуры, так и при росте его давления.
Теплопроводность в таблице дана в размерности Вт/(м·град). Будьте внимательны! Теплопроводность в таблице указана в степени 103. Не забудьте разделить на 1000!
Причины образования инея на баллоне
Постараемся разобраться, почему происходит так, что замерзает газ в баллоне, находящемся на улице, при понижении температуры воздуха. Так, для начала нужно понять, что охлаждение частиц происходит при интенсивном высвобождении газа из баллона. Поскольку газ внутри емкости закачивается под давлением, он сконцентрирован в жидком состоянии. Вследствие этого происходит частичное замерзание жидкого газа во время его высвобождения.
Причина первая — низкая температура воздуха
Исходя из практики использования баллонов, оптимальная температура при которой оборудование будет нормально работать составляет примерно 10 градусов, а при снижении этой отметки, начинаются проблемы с подачей газа в систему.
Если ваше оборудование находится в помещении с отоплением, тогда не стоит обращать внимание на эти показатели. Также не стоит беспокоиться о том, что ваш газовый баллон замерзнет и выйдет из строя, если оставить его в помещении без отопления в зимнюю пору года. Зимняя температура слишком маленькая, чтобы полностью заморозить топливо.
Причина вторая — высокое содержание бутана
А сейчас разберемся, может ли замерзнуть газ, который находится внутри баллона, и как это предотвратить. Так, чтобы обеспечить правильную работу газовых приборов, необходимо соблюдать правильное соотношение пропана и бутана. Правильные пропорции помогут достичь максимального потребления топлива и корректной работы приборов при отрицательной температуре окружающей среды.
Пропорции топлива летом
Как уже было сказано раньше, температура замерзания бутана, отличается от граничной температуры замерзания пропана. Путём практических исследований были выведены оптимальные пропорции для работы оборудования зимой и летом.
Для теплого времени года, топливо смешивается в таких пропорциях:
- Пропан – 40 %;
- Бутан 60 %.
Такое соотношение считается наиболее эффективным для потребления. Стоит отметить, что этот вариант имеет более низкую стоимость, чем топливо с «зимней» пропорцией.
Зимние пропорции топлива
Для использования газовых баллонов зимой пропорции будут другими, а именно:
- Пропан – 60 %;
- Бутан – 40 %.
В некоторых случаях количество пропана может достигать 80 процентов. Но, исходя из того, что пропан стоит дороже, чем бутан, итоговая цена на топливо также будет выше.
Причина третья — повышенное потребление газа
Но всё же, почему емкость покрывается инеем только в том месте, где газ находится в жидком состоянии? Низкая температура окружающей среды – не единственная причина обмерзания. Как известно, газовая плита, камин или другое оборудование, которое работает от газового баллона, функционирует при преобразовании газа из жидкого состояния в парообразный вид.
Есть два варианта преобразования газа, а именно:
- нагревание топлива;
- естественное испарение.
В этом случае все частицы с мощной кинетической энергией стремительно направляются в верхнюю часть емкости и отделяются от частиц в жидком состоянии с меньшим кинетическим потенциалом.
Газ, который пребывает в жидком состоянии внутри баллона, всегда находится внизу, а паровая часть стремится вверх. Таким образом и осуществляется высвобождение топлива и подача его в газовую плиту или другое оборудование
В связи с такими условиями жидкое топливо начинает терять температуру. Из этого следует, что при повышении потребления газа понижается температура его жидкого состояния. Проще говоря, чем больше топлива потребляет оборудование, тем быстрее будет замерзать газовый баллон.
По мере охлаждения частиц понижается способность самостоятельного испарения сжиженного газа. Отсюда следует, чем холоднее будут частицы, тем медленнее будет испаряться газ. При этом оборудование начинает работать с перебоями или вовсе перестаёт функционировать.
Теплопроводность углекислого газа CO2 в критической области
В таблице представлены значения теплопроводности углекислого газа CO2 в критической области в интервале температуры от 30 до 50°С и при давлении от 62 до 80 атм. Примечание: будьте внимательны! Теплопроводность в таблице указана в степени 103. Не забудьте разделить на 1000! Теплопроводность в таблице указана в Вт/(м·град).
Углекислый газ: получение в промышленности
Газообразный оксид углерода (IV) получают из промышленного дыма способом адсорбции моноэтаноламина. Частицы этого вещества подаются в трубу с отходами и вбирают в себя углекислоту. После прохождение через смесь CO2 моноэтаноламины направляются на очистку в специальные резервуары, в которых, при определённых показателях температуры и давления, происходит высвобождение углекислого газа.
Углекислый газ высокого качества получается в результате брожения сырья при изготовлении спиртных напитков. На таких производствах газообразный СО2 обрабатывают водородом, перманганатом калия и углем. В результате реакции получают жидкую форму углекислоты.
Твёрдое состояние СО2 или «сухой лёд» также получают из отходов пивоваренных заводов и ликероводочных производств. Это агрегатное состояние вещества в промышленных масштабах образуется в такой последовательности:
- Из резервуара, где происходит брожение, газ подаётся в ёмкость для промывки.
- Углекислота направляется в газгольдер, в котором подвергается воздействию повышенного давления.
- В специальных холодильниках СО2 охлаждается до определённой температуры.
- Образовавшаяся жидкость фильтруется через слой угля.
- Углекислота снова направляется в холодильник, где производится дополнительное охлаждение вещества с последующим прессованием.
Таким образом получается высококачественный «сухой лёд», который может использоваться в пищевой промышленности, растениеводстве или в быту.
Теплопроводность диссоциированного углекислого газа CO2 при высоких температурах
В таблице представлены значения теплопроводности диссоциированного углекислого газа CO2 в интервале температуры от 1600 до 4000 К и при давлении от 0,01 до 100 атм. Будьте внимательны! Теплопроводность в таблице указана в степени 103. Не забудьте разделить на 1000! Теплопроводность в таблице указана в Вт/(м·град).
Литература
- Вукалович М. П., Алтунин В. В.
Теплофизические свойства двуокиси углерода. — М.: Атомиздат, 1965. — 456 с. - Тезиков А. Д.
Производство и применение сухого льда. — М.: Госторгиздат, 1960. — 86 с. - Гродник М. Г., Величанский А. Я.
Проектирование и эксплуатация углеслотных установок. — М.: Пищевая промышленность, 1966. — 275 с. - Талянкер Ю. Е.
Особенности хранения баллонов со сжиженным газом // Сварочное производство. — 1972. — № 11.
Теплопроводность жидкого углекислого газа CO2
В таблице представлены значения теплопроводности жидкого углекислого газа CO2 на линии насыщения в зависимости от температуры. Примечание: Будьте внимательны! Теплопроводность в таблице указана в степени 103. Не забудьте разделить на 1000! Теплопроводность в таблице указана в Вт/(м·град).
Источники: 1. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. 2. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. М.: Атомиздат, 1967. — 474 с.
Нахождение в природе[ | ]
Основная статья: Геохимический цикл углерода
Углекислый газ содержится в атмосфере, гидросфере, литосфере и биосфере. Обмен углерода между ними происходит в основном за счёт двуокиси углерода. В 2020 году в атмосфере содержалось примерно около 830 гигатонн (830 миллиардов тонн) углерода в форме двуокиси углерода[16]. Гидросфера содержит около 38 000 гигатонн углерода в виде физически растворенного диоксида углерода, а также растворенных гидрокарбонатов и карбонатов. Литосфера содержит самую большую долю химически связанного диоксида углерода. Карбонатные породы, такие как кальцит и доломит, содержат около 60 000 000 гигатонн углерода[17]. Кроме того, большие количества углерода хранятся в районах вечной мерзлоты, таких как тундры арктических и полярных антарктических регионов, в бореальных хвойных лесах или высоких горах и на болотах[18][19][20].
Примечания[ | ]
- Carbon Dioxide — Thermophysical Properties
- Carbon dioxide: Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH)
- ↑ 12
https://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0103.html - Раков Э. Г.
, Углерода диоксид, 2020. - Trends in Atmospheric Carbon Dioxide (англ.). National Oceanic and Atmospheric Administration. Дата обращения 24 сентября 2013.
- Die Zukunft des Klimas : neue Erkenntnisse, neue Herausforderungen : ein Report der Max-Planck-Gesellschaft. — München: C.H. Beck, 2020. — С. 9—22. — 1 online resource с. — ISBN 978-3-406-66968-2, 3-406-66968-9.
- Eggleton, R. A.
A short introduction to climate change. — Cambridge: Cambridge University Press, 2012. — 1 online resource (240 pages) с. — ISBN 978-1-139-52435-3, 1-139-52435-6, 978-1-139-62739-9, 1-139-62739-2, 978-1-283-94302-4, 1-283-94302-6, 978-1-139-62794-8, 1-139-62794-5, 1-139-62705-8, 978-1-139-62705-4. - Treibhausgas-Konzentration erreicht neuen Rekordwert (неопр.). klimareporter°
. Дата обращения 22 сентября 2020. - Chen Zhou, Mark D. Zelinka & Stephen A. Klein.
Impact of decadal cloud variations on the Earth’s energy budget (англ.). Nature Geoscience. Дата обращения 4 декабря 2020. - Brock, William H. 1936-.
Viewegs Geschichte der Chemie. — Braunschweig. — С. 35. — XII, 472 S с. — ISBN 978-3-528-06645-1, 3-528-06645-8, 3-540-67033-5, 978-3-540-67033-9. - Brock, William H. 1936-.
Viewegs Geschichte der Chemie. — Braunschweig. — С. 50. — XII, 472 S с. — ISBN 978-3-528-06645-1, 3-528-06645-8, 3-540-67033-5, 978-3-540-67033-9. - Brock, William H. 1936-.
Viewegs Geschichte der Chemie. — Braunschweig. — С. 72. — XII, 472 S с. — ISBN 978-3-528-06645-1, 3-528-06645-8, 3-540-67033-5, 978-3-540-67033-9. - Joseph Priestley.
XIX. Observations on different kinds of air. // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. — 1772-01-01. — Т. 62. — С. 147–264. — doi:10.1098/rstl.1772.0021. - XVIII. On the application of liquids formed by the condensation of gases as mechanical agents (EN) // Philosophical Transactions of the Royal Society of London. — 1823-12-31. — Т. 113. — С. 199–205. — ISSN 2053-9223 0261-0523, 2053-9223. — doi:10.1098/rstl.1823.0020.
- Joost Mertens.
Du côté d’un chimiste nommé Thilorier // L’Année balzacienne. — 2003. — Т. 4, вып. 1. — С. 251. — ISSN 0084-6473. — doi:10.3917/balz.004.0251. - Die Zukunft des Klimas : neue Erkenntnisse, neue Herausforderungen : ein Report der Max-Planck-Gesellschaft. — München: C.H. Beck, 2020. — С. 125. — 123-136 с. — ISBN 978-3-406-66968-2, 3-406-66968-9.
- Kappas, M. (Martin).
Klimatologie : Klimaforschung im 21. Jahrhundert — Herausforderung für Natur- und Sozialwissenschaften. — Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag, 2009. — С. 159. — 1 online resource с. — ISBN 978-3-8274-2242-2, 3-8274-2242-6. - Permafrost — Auf dünnem Eis (нем.). Deutschlandfunk
. Дата обращения 22 сентября 2020. - International Permafrost Association Country Reports (англ.). International Permafrost Association
. Дата обращения 22 сентября 2020. - NABU — Moore und Klimawandel (нем.). NABU — Naturschutzbund Deutschland e.V.
. Дата обращения 22 сентября 2020. - Егоров А. С.
Репетитор по химии — Ростов-на-Дону: «Феникс», 2009. - 7. How much carbon dioxide do humans contribute through breathing?. Frequent Questions — Emissions (англ.). US EPA
. Дата обращения 4 декабря 2020. Архивировано 2 февраля 2011 года. - Charles Henrickson.
Chemistry (англ.). — Cliffs Notes, 2005. — ISBN 0-7645-7419-1. - ↑ 1234
Пересчитано из значений в мм. рт. ст. с использованием коэффициента пересчёта 0,133322 кПа/мм. рт. ст. - ↑ 12
Таблица референсных значений. Юго-Западный медицинский центр при Университете Далласа. - ↑ 1234
Carbon dioxide
(неопр.)
(недоступная ссылка).
solarnavigator.net
. Дата обращения 12 октября 2007. Архивировано 14 сентября 2008 года. - ↑ 123Glinka, Nikolaj Leonidovič (1882-1965).
Obŝaâ himiâ. — Izd. 27-e ster. — Leningrad: «Himiâ», 1988. — 702, [2] s. с. — ISBN 5724500035, 9785724500036. - Большая Энциклопедия Нефти и Газа.
- ГОСТ 31371.6-2008 (ИСО 6974-6:2002). Газ природный. Определение состава методом газовой хроматографии с оценкой неопределённости. Часть 6. Определение водорода, гелия, кислорода, азота, диоксида углерода и углеводородов C1 — C8 с использованием трёх капиллярных колонок (рус.). Docs.cntd.ru
. — М.: Стандартинформ, 2009.
. Дата обращения 4 декабря 2020. - Бялко А. В.
Растения убыстряют рост // Природа. — 1996. — № 10. (по
Keeling C.D., Whorf Т.P., Wahlen M., van der Plicht J. // Nature. 1995. V. 375, № 6533. P.666-670
) - Carbon dioxide poisoning: a literature review of an often forgotten cause of intoxication in the emergency department
- Rauchvergiftungen/Vergiftungen durch Gase (TK) (неопр.)
.
web.archive.org
(4 июня 2010). Дата обращения 22 сентября 2020. - Deutsches Rotes Kreuz.
Vergiftungen und Hilfe bei Erbrechen — Erste Hilfe (нем.).
DRK e.V.
(17. Juni 2020). Дата обращения 22 сентября 2020. - Carbon Dioxide — Life and Death (неопр.)
.
web.archive.org
(22 мая 2013). Дата обращения 22 сентября 2020. - Greenwood, Veronique.
Is Conference Room Air Making You Dumber? : [англ.] // The New York Times : газ. — 2020. — 6 May. - Ventilation rates and carbon dioxide concentrations in schools. — In: Ventilation with Outdoor Air : [англ.] // Berkeley Lab : [сайт]. — 2020.
- Сорокин, Андрей.
«Глобальное потепление отупляет. От этого уже страдают школьники и офисные работники» // Republic : [сайт]. — 2020. — 7 января. - Indoor Air Quality in Commercial and Institutional Buildings
- (англ.) Glatte Jr H. A., Motsay G. J., Welch B. E.
Carbon Dioxide Tolerance Studies (англ.) // Brooks AFB, TX School of Aerospace Medicine Technical Report. — 1967. — Vol. SAM—TR—67—77. Архивировано 9 мая 2008 года.
В сосуде объемом 40 л находится 77 г углекислого газа под давлением 106, 6 кПа.
Найдите температуру газа.
Срочно, прошу!
На этой странице сайта, в категории Химия размещен ответ на вопрос
В сосуде объемом 40 л находится 77 г углекислого газа под давлением 106, 6 кПа?. По уровню сложности вопрос рассчитан на учащихся
10 — 11 классов. Чтобы получить дополнительную информацию по
интересующей теме, воспользуйтесь автоматическим поиском в этой же категории,
чтобы ознакомиться с ответами на похожие вопросы. В верхней части страницы
расположена кнопка, с помощью которой можно сформулировать новый вопрос,
который наиболее полно отвечает критериям поиска. Удобный интерфейс
позволяет обсудить интересующую тему с посетителями в комментариях.
Температуру газа можно найти, зная его давление, с помощью уравнения состояния для идеального и реального газа. В модели идеального газа потенциальной энергией взаимодействия молекул газа пренебрегают, считая ее малой по сравнению с кинетической энергией молекул. Такая модель достаточно точно может описывать газ при низких давлениях и низких температурах. В остальных случаях рассматривают модель реального газа, учитывающую межмолекулярные взаимодействия.
Вам понадобится
- Уравнение Клапейрона-Менделеева, уравнение Ван-дер-Ваальса
Инструкция
Рассмотрим для начала идеальный газ с давлением p, занимающий объем V. Температуру, давление и объем газа связывает уравнение состояния идеального газа или уравнение Клапейрона-Менделеева. Оно выглядит следующим образом: pV = (m/M)RT, где m — масса газа, M — его молярная масса, R — универсальная газовая постоянная (R ~ 8,31 Дж/(моль*K)). Таким образом, m/M — это количество вещества газа.
Следовательно, уравнение Клапейрона-Менделеева можно также записать в виде: p(Vm)=RT, где Vm — молярный объем газа, Vm = V/(m/M)= VM/m. Тогда температуру газа T можно выразить из этого уравнения: T = p(Vm)/R.
Если масса газа постоянна, то можно записать: (pV)/T = const. Отсюда мы можем найти изменение температуры газа при изменении других параметров. Если p = const, то V/T = const — закон Гей-Люссака. Если V = const, то p/T = const — закон Шарля.
Рассмотрим теперь модель реального газа. Уравнение состояния реального газа называется уравнением Ван-дер-Ваальса. Оно записывается в виде: (p+a*(v^2)/(V^2))((V/v)-b) = RT. Здесь поправка учитывает силы притяжения между молекулами, а поправка b — силы отталкивания. v — это количество вещества газа в молях. Остальные обозначения величин соответствуют обознанчениям в уравнении состояния идеального газа.
Следовательно, из уравнения Ван-дер-Ваальса температуру T можно выразить: T = (p+a*(v^2)/(V^2))((V/v)-b)/R
Видео по теме
Войти на сайт
или
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Физические свойства углекислого газа
Углекислый газ [диоксид углерода] — негорючий бесцветный газ со слабым запахом и кисловатым вкусом, химическая формула CO2, молярная масса 44,01 кг/кмоль. Содержание углекислого газа в атмосферном воздухе составляет около 0,04%.
Образуется при горении или гниении органических материалов. Относится к кислотным оксидам, при растворении в воде образует угольную кислоту, которая используется в пищевой промышленности как консервант и разрыхлитель, в химической промышленности для синтеза аммиака.
Жидкая углекислота находит применение в системах пожаротушения и огнетушителях. В твёрдом состоянии в виде «сухого льда» [при температуре -73,8oC] применяется в промышленности для технологических процессов сборки неразъемных соединений с натягом [охлаждение охватываемой детали],
а также в лабораторных исследованиях в качестве хладагента.
Плотность углекислого газа при нормальном атмосферном давлении 101,325 кПа (1 атм) и различной температуре
Температура | Плотность углекислого газа, ρ |
оС | кг/м3 |
7 | 1,902 |
27 | 1,773 |
47 | 1,661 |
67 | 1,562 |
87 | 1,474 |
107 | 1,396 |
127 | 1,326 |
177 | 1,178 |
227 | 1,059 |
Динамическая и кинематическая вязкость углекислого газа при нормальном атмосферном давлении и различной температуре
Температура | Динамическая вязкость углекислого газа, μ | Кинематическая вязкость углекислого газа, ν |
оС | (Н • c / м2) x 10-7 | (м2 / с) x 10-6 |
7 | 140 | 7,36 |
27 | 149 | 8,40 |
47 | 156 | 9,39 |
67 | 165 | 10,60 |
87 | 173 | 11,70 |
107 | 181 | 13,00 |
127 | 190 | 14,30 |
177 | 210 | 17,80 |
277 | 231 | 21,80 |
Основные физические свойства углекислого газа при различной температуре
Температура | Плотность, ρ | Удельная теплоёмкость, Cp | Теплопроводность, λ | Кинематическая вязкость, ν | Число Прандтля, Pr |
K | кг/м3 | Дж / (кг • К) | Вт / (м • К) | (м2 / с) x 10-6 | — |
280 | 1,902 | 830 | 0,0152 | 7,36 | 0,765 |
300 | 1,773 | 851 | 0,0166 | 8,40 | 0,766 |
400 | 1,326 | 942 | 0,0243 | 14,30 | 0,737 |
500 | 1,059 | 1020 | 0,0325 | 21,80 | 0,725 |
600 | 0,883 | 1080 | 0,0407 | 30,60 | 0,717 |
700 | 0,756 | 1130 | 0,0481 | 40,30 | 0,717 |
* Табличные данные подготовлены по материалам зарубежных справочников
Формулы физических свойств углекислого газа
При проведении инженерных расчетов удобнее использовать приближённые формулы для определения физических свойств углекислого газа CO2⋆:
Плотность CO2
⋆ [ кг/м3 ]
Теплоёмкость CO2
⋆ [ Дж/(кг • К) ]
Теплопроводность CO2
⋆ [ Вт/(м • K) ]
Динамическая вязкость CO2
⋆ [ Па • c ]
Кинематическая вязкость CO2
⋆ [ м2/с ]
Температуропроводность CO2
[ м2/с ]
⋆ Приближённые формулы физических свойств углекислого газа получены авторами настоящего сайта.
Размерность величин: температура — градусы Цельсия. Формула плотности диоксида углерода приведена для атмосферного давления.
Приближённые формулы действительны в диапазоне температур углекислого газа от 5 до 225 oC.