1。温度:
* 温度を下げる: ガス分子は運動エネルギーが高く、急速に動き、遠く離れています。 温度を下げると、この運動エネルギーが低下し、分子が遅くなり、近づきます。
* 臨界温度に達する: 各ガスには臨界温度があり、それ以降はどれだけの圧力がかかっても液化できません。
2。圧力:
* 圧力の増加: ガスを圧縮すると、分子が互いに近づき、分子間力が増加します。
* 臨界圧力に到達する: 臨界温度と同様に、各ガスに臨界圧力があります。この圧力の下では、非常に低い温度でもガスを液化することはできません。
液化方法:
いくつかの方法がガスを液化するために使用され、それぞれが必要な温度と圧力を達成するために異なる技術を採用しています。
* 冷却: 冷媒でガスを冷却したり、液体窒素浴を使用したりするなどの簡単な方法は、比較的低い臨界温度のガスに効果的です。
* Joule-Thomson Effect: この方法は、ガスがバルブまたは多孔質プラグを介して膨張するときに発生する冷却効果を活用します。 周囲の圧力に対して機能するため、ガスは冷却します。
* lindeプロセス: このプロセスでは、圧縮、冷却、膨張の組み合わせを使用して、空気を液化します。 それは、冷却のためにジュール・トムソン効果に依存し、圧縮、膨張、熱交換の繰り返しサイクルを伴います。
* claudeプロセス: Lindeプロセスと同様ですが、バルブの代わりに拡張エンジンを使用して、より高い効率を可能にします。
例:
液化天然ガス(LNG)は、通常は-162°C前後で、天然ガス(主にメタン)を非常に低い温度に生成することにより生成されます。これにより、メタンが液体に凝縮し、輸送と貯蔵が容易になるために大幅に減少します。
要約:
ガスを液化するには、温度を下げ、圧力を上げることで分子間力を増加させることにより、運動エネルギーを減らすことが含まれます。臨界温度と圧力は、ガスを液化できるかどうかを決定する重要な要因です。さまざまな方法がこれらの原理を利用して、異なるガスの液化を実現します。