Niezależnie od tego, czy wiesz, czy nie, sprężone powietrze jest zaangażowane w każdy aspekt naszego życia, od balonów na urodziny po powietrze w oponach naszych samochodów i rowerów. It był prawdopodobnie nawet używany podczas tworzenia telefonu, tabletu lub komputera, na którym to wyświetlasz.
Głównym składnikiem sprężonego powietrza jest, jak można już odgadnąć, powietrze. Powietrze jest mieszaniną gazów, co oznacza, że składa się z wielu gazów. Głównie są to azot (78%) i tlen (21%). It składa się z różnych cząsteczek powietrza, z których każda ma określoną ilość energii kinetycznej.
Temperatura powietrza jest wprost proporcjonalny 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 będzie mała.
Sprężanie powietrza sprawia, że cząsteczki poruszają się szybciej, co zwiększa temperaturę. Zjawisko to nazywa się „ciepłem sprężania”. Sprężanie powietrza jest dosłownie tak, aby przeforsować je w mniejszej przestrzeni, a w rezultacie zbliżyć cząsteczki do siebie. Energia uwalniana podczas wykonywania tej czynności jest równa energii wymaganej do wymusinia powietrze do mniejszej przestrzeni. Innymi słowy, magazynuje energię do wykorzystania w przyszłości.
Weźmy na przykład balon. Napełniając balon, powietrze zostaje wtłoczony do mniejszej objętości. Energia zawarta w sprężonym powietrzu wewnątrz balonu jest równa energii potrzebnej do jego napełnienia. Kiedy otworzymy balon i powietrze zostanie uwolnione, rozprasza on tę energię i powoduje, że odlatuje. Jest to również główna zasada działania sprężarki o pojemności skokowej.
Sprężone powietrze to doskonałe medium do przechowywania i przekazywania energii. It jest elastyczny, wszechstronny i stosunkowo bezpieczny w porównaniu z innymi metodami przechowywania energii, takimi jak baterie i para. Akumulatory są nieporęczne i mają ograniczoną żywotność. Z drugiej strony para nie jest opłacalna ani przyjazna dla użytkownika (bardzo się nagrzewa). Jednak porównując sprężone powietrze z energią elektryczną, energia elektryczna jest bardziej ekonomiczna. Jeśli tak jest, to dlaczego używać sprężonego powietrza?