1。ガスの冷却:
* 温度を下げる: ガスの温度を下げることにより、分子は減速し、運動エネルギーを減らします。温度が臨界点に達すると、ガスは液体状態に移行します。
* 冷却方法: これは、次のようなさまざまな方法を使用して実現できます。
* 極低温冷却: 非常に低い温度(-150°C未満)を使用して、窒素、酸素、ヘリウムなどのガスを液化します。
* 冷蔵: 冷却システムを使用してガス温度を下げます。これは、プロパンやブタンなどの一般的なガスを液化するためによく使用されます。
* 拡張冷却: 圧縮ガスが迅速に膨張し、膨張に使用されるエネルギーのために冷却されます。これは、冷蔵庫とエアコンの背後にある原則です。
2。ガスの圧縮:
* 圧力の増加: ガスを圧縮することにより、分子は近づき、分子間力を増加させ、運動エネルギーを減らします。
* 圧縮方法: これを使用して実行できます。
* コンプレッサー: ガスの圧力を高める機械装置。
* 液化プラント: 液化のためにガスを圧縮して冷却するためにさまざまな方法を使用した大規模な施設。
3。冷却と圧縮の組み合わせ:
* 組み合わせ方法: 多くの場合、ガスを液化する最も効率的な方法は、冷却と圧縮の両方を組み合わせることです。
* 例: 液化天然ガス(LNG)プラントでは、天然ガスは最初に低温に冷却され、次に圧縮されて体積をさらに減らし、液化を達成します。
考慮すべき重要な要因:
* 臨界温度と圧力: すべてのガスには、圧力に関係なく、液化できない臨界温度があります。
* 沸点: ガスの沸点は、大気圧で液体からガスに移行する温度です。
* 分子間力: ガス分子間の分子間力の強度は、液化の容易さに影響します。水のような強い分子間力を持つガスは、ヘリウムのような弱い力を持つガスよりも簡単に液化します。
これらの原則を理解することにより、さまざまな用途向けのさまざまなガスの液化を実現する条件を制御できます。