Co to jest sprężone powietrze?

Sprężone powietrze jest wszędzie wokół nas, od powietrza w balonie do pompowania opon na rowerze. W tym artykule wyjaśnimy, czym jest skompresowane powietrze i jak jest tworzone. Aby dowiedzieć się więcej o powietrzu w ogóle, przeczytaj ten artykuł jako wprowadzenie.

Czym jest sprężone powietrze?

Niezależnie od tego, czy wiesz, czy nie, sprężone powietrze bierze udział w każdym aspekcie naszego życia, od balonów na przyjęciu urodzinowym po powietrze w oponach naszych samochodów i rowerów. Prawdopodobnie został użyty nawet podczas robienia telefonu, tabletu lub komputera, na którym to oglądasz.

Głównym składnikiem sprężonego powietrza jest, jak można się domyślić, powietrze. Powietrze jest mieszaniną gazów, co oznacza, że ​​składa się z wielu gazów. Są to przede wszystkim azot (78%) i tlen (21%). Składa się z różnych cząsteczek powietrza, z których każda ma pewną ilość energii kinetycznej.

Temperatura powietrza jest wprost proporcjonalna do średniej energii kinetycznej tych cząsteczek. Oznacza to, że temperatura powietrza będzie wysoka, jeśli średnia energia kinetyczna jest duża (a cząsteczki powietrza poruszają się szybciej). Temperatura będzie niska, gdy energia kinetyczna jest mała.

Sprężanie powietrza powoduje, że cząsteczki poruszają się szybciej, co zwiększa temperaturę. Zjawisko to nazywane jest „ciepłem kompresji”. Sprężanie powietrza jest dosłownie w celu zmuszenia go do mniejszej przestrzeni, w wyniku czego cząsteczki są bliżej siebie. Energia, która zostaje uwolniona podczas wykonywania tej czynności, jest równa energii potrzebnej do wtłoczenia powietrza na mniejszą przestrzeń. Innymi słowy magazynuje energię do przyszłego wykorzystania.

Weźmy na przykład balon. Poprzez napełnienie balonu powietrze zostaje wtłoczone w mniejszą objętość. Energia zawarta w sprężonym powietrzu wewnątrz balonu jest równa energii potrzebnej do jej nadmuchania. Kiedy otworzymy balon i powietrze zostanie uwolnione, rozprasza ono energię i powoduje, że odlatuje. Jest to również główna zasada sprężarki wyporowej.

Sprężone powietrze jest doskonałym medium do magazynowania i przesyłania energii. Jest elastyczny, wszechstronny i stosunkowo bezpieczny w porównaniu do innych metod przechowywania energii, takich jak baterie i para wodna. Baterie są nieporęczne i mają ograniczoną żywotność. Z drugiej strony, Steam nie jest opłacalny ani przyjazny dla użytkownika (robi się bardzo gorący). Jednak przy porównywaniu sprężonego powietrza z elektrycznością energia elektryczna jest bardziej opłacalna. Jeśli to prawda, dlaczego używasz sprężonego powietrza?