Что такое сжатый воздух?

Мы сталкиваемся со сжатым воздухом в самых разных областях нашей жизни, начиная с воздушных шариков на дне рождения и заканчивая велосипедными и автомобильными шинами. Вполне возможно, его использовали при производстве телефона, планшета или компьютера, с которого вы просматриваете наш сайт.

Как вы уже догадались, сырьем при производстве сжатого воздуха служит воздух. Воздух представляет собой смесь газов. В первую очередь это азот (78%) и кислород (21%). Воздух состоит из молекул с разным количеством кинетической энергии.

Температура воздуха прямо пропорциональна средней кинетической энергии этих молекул. Это означает, что температура воздуха повышается при увеличении средней кинетической энергии (скорость движения молекул воздуха также увеличивается). При низкой кинетической энергии температура понижается.

При сжатии воздуха молекулы начинают двигаться быстрее, из-за чего температура повышается. Это явление называется «теплотой сжатия». Сжатие воздуха в буквальном смысле приводит к тому, что он занимает меньше места, в результате чего уменьшается расстояние между молекулами. Высвободившаяся при этом энергия равна энергии, необходимой для сжатия воздуха до меньших объемов. Другими словами, таким образом энергия сохраняется для дальнейшего использования.

Возьмем для примера шарик. Подаваемый в него при накачивании воздух занимает меньший объем. Энергия, содержащаяся в сжатом воздухе внутри шарика, равна энергии, необходимой для накачивания. Когда мы отпускаем шарик, и из него начинает выходить воздух, энергия рассеивается, а шарик отлетает прочь. На этом же принципе основана работа компрессора объемного типа.

Сжатый воздух – это превосходная среда для хранения и передачи энергии. Она отличается универсальностью, гибкостью и относительной безопасностью по сравнению с другими методами хранения энергии, такими как аккумуляторы и пар. Аккумуляторные батареи занимают много места и требуют подзарядки. С другой стороны, пар требует больших затрат и неудобен в использовании (из-за высокой температуры нагрева). Но сравнение сжатого воздуха с электричеством показывает, что электричество более выгодно с экономической точки зрения. Но почему тогда используется сжатый воздух?