Por que nitrogênio e não dióxido de carbono são usados ​​em aplicações críticas de pneus?

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Em aplicações críticas, os pneus são inflados usando nitrogênio puro ( link ).

Mas o dióxido de carbono (CO2) é uma molécula maior (vaza mais devagar do pneu), além de inerte (não oxida a jante e não queima em caso de acidente). ( link )

Além disso, a partir da lei ideal dos gases , a pressão é proporcional à densidade, à constante do gás e à temperatura individuais. Assumindo um volume constante (ou seja, P ∝ R * T), qualquer mudança de temperatura é "amplificada" pela constante de gás individual. E a constante dos gases é a favor de CO2: R(CO2) < R(O2) < R(N2). ( ref ) Portanto, o CO2 parece oferecer melhor estabilidade de pressão em relação às flutuações de temperatura.

Além disso, o armazenamento de CO2 é mais barato que o armazenamento de nitrogênio.

Então, por que os pneus são inflados com nitrogênio e não com CO2?

tires wheels pressure Sparkler
fonte
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Acho que ouvi falar de cartuchos de CO2 sendo usados ​​para pneus de bicicleta, embora eles percam a pressão rapidamente. Duvido da validade das pequenas moléculas que vazam através da teoria dos pneus. Eu diria que as principais vantagens do nitrogênio sobre o ar são a estabilidade da pressão em uma faixa maior de temperaturas e a falta de propriedades corrosivas.
Eu não tenho ideia do que estou fazendo
Se a pressão é proporcional à densidade, como você sugere, os balões de hidrogênio não são flutuantes (porque são da mesma densidade que o ar circundante) ou colapsam (porque a pressão é menor que a do ar circundante). A observação sugere o contrário.
Não apenas aplicações críticas, mas o GT-R
cat
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"bem como inerte (não oxidará a borda e não queimará em caso de acidente )" - apenas certifique-se de não dizer isso ao magnésio - ele tem uma tendência a discordar. Mg vai queimar quando cercado por gelo seco sólido, tal é sua capacidade de oxigênio garra, ele pode puxar o O₂ fora de CO₂ - Aqui está um vídeo de exemplo: youtube.com/watch?v=2oQ_9nFe9HU
enhzflep
A fonte citada sugere que o vapor de água presente no ar "normal" usado para encher pneus é um dos grandes fatores e que uma molécula maior também ajuda. Além disso, eu acho que a resposta tem a ver com o custo de produção de nitrogênio versus outras opções razoáveis ​​de gás.
Dl 6/07

Respostas:

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O nitrogênio é inerte e não afeta a borracha ou o aro de aço. O dióxido de carbono é altamente reativo e afeta a borracha, causando inchaço na borracha. Também causaria corrosão nas jantes à base de ferro (particularmente aço carbono).

Edit: Quando o CO2 é misturado com a umidade, torna-se ácido carbólico, que é corrosivo. Tudo depende da concentração. É como comparar o ácido acético comumente chamado de vinagre. Com 3% você pode colocar batatas fritas. Na força industrial, 97% não apenas dissolverá a batata frita, mas também a carne humana até o osso muito rapidamente. Quanto ao efeito do CO2 na borracha, citei uma fonte da indústria - (Air Liquide), uma empresa especializada em gases comprimidos.

No caso de pneus automotivos que usam CO2, provavelmente causariam falhas catastróficas. Minha experiência com o nitrogênio é que notei que é muito mais silencioso ao dirigir e menos variações de pressão quando a temperatura varia de estação para estação.

http://encyclopedia.airliquide.com/encyclopedia.asp?LanguageID=11&GasID=26

Verifique em Compatibilidade do material sob o título Elastômeros - Bastante iluminado .....

Old_Fossil
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Altamente reativo pode estar exagerando. Não é Cl2 etc.
Lyndon White
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É totalmente exagerar. O CO₂ não é muito reativo, certamente não corroa o aço carbono. (De fato, o aço é produzido pela redução de minério com monóxido de carbono a Fe e CO₂!) Se esse artigo avisa sobre o inchaço, certamente há um ponto para isso, e pode ser uma razão pela qual ele não é usado para pneus de carros, mas é não como qualquer componente de borracha falha imediatamente quando você os coloca em contato com CO₂. Na verdade, acho que o CO₂ é comumente usado para pneus de bicicleta; talvez o armazenamento mais fácil supere as piores propriedades aqui.
precisa saber é o seguinte
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O dióxido de carbono é tão altamente reativo que até é usado em extintores de incêndio .
Dmitry Grigoryev
O nitrogênio não é inerte, talvez não seja muito reativo com os materiais envolvidos, mas não é inerte. Seria bom ter algumas citações, por exemplo, por que o CO2 causaria falhas catastróficas - qual componente falharia, sob quais condições?
Dl 06/07/19
Eu esperaria que o CO2 usado para encher pneus esteja seco (sem vapor de água), já que essa é uma das grandes razões para não usar apenas o ar comprimido "normal" (a água muda de estado e a diferença de volume entre a água líquida e a água vapor resulta em mudanças de pressão nos pneus). Isso me leva a pensar que a criação de ácido carbônico não é a razão para não usar CO2 - embora o efeito sobre a borracha possa muito bem ser.
dlu 6/07/2016
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O nitrogênio compõe cerca de 80% do ar - portanto, é mais facilmente recuperado e separado do que as menores quantidades de outros gases no ar. Ou seja, o processo de recuperação de nitrogênio do ar poderia ser menos eficiente do que o de recuperar CO2 do ar e ainda ser rentável. Além disso, sua estabilidade em temperaturas mais altas significa que se comporta de forma mais previsível e significa que as características de manuseio dos pneus são consistentes.

Mauro
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então você está dizendo que o nitrogênio para esse fim pode ser separado no local? ou seja, não há necessidade de armazená-lo na forma líquida?
Sparkler
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Você pode criar CO2 facilmente, não precisa recuperá-lo. Você não pode criar nitrogênio, mas deve ser fácil sair do ar, aposto.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
Mauro, veja minha pergunta atualizada sobre estabilidade de temperatura.
Sparkler
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Você não precisa armazenar nitrogênio ou CO2 em forma líquida, apenas comprimido. O nitrogênio também tem a vantagem de ser inerte, o que significa que não reage com nada. O CO2 pode combinar-se com outras moléculas, por exemplo, água + CO2 produz ácido carbônico, que não é o que você deseja em um pneu. Provavelmente, quantidades suficientemente pequenas para não importar, mas isso é apenas um exemplo.
GdD 04/07
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@lu: O nitrogênio N2 é inerte a temperaturas normais.
Joshua
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O nitrogênio é mais barato porque está prontamente disponível no ar e pode ser extraído com um gerador de nitrogênio bastante compacto . A extração de dióxido de carbono do ar é ineficiente, portanto deve ser produzida pela queima de combustíveis (como o metano) ou por decomposição térmica do calcário.

Dmitry Grigoryev
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O nitrogênio é um gás muito previsível. Todos os seus comportamentos foram testados rigorosamente por muitos e muitos anos. Como tal, eles podem prever o comportamento com muito mais facilidade do que um gás misto. Além disso, seu desempenho é muito semelhante ao do ar. Se você não conseguir acessar uma garrafa de nitrogênio, ainda poderá usar o ar normal e ainda estar próximo do desempenho original.

Do ponto de vista da segurança, o nitrogênio não contém oxigênio. Se houve um acidente, não há oxigênio para propagar um incêndio (o ar contém ~ 21% de oxigênio).

Kris
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Isso não parece certo. O nitrogênio é um gás muito previsível. Todos os seus comportamentos foram testados rigorosamente por muitos e muitos anos. As propriedades do CO2 também são conhecidas. Como tal, eles podem prever o comportamento com muito mais facilidade do que um gás misto. O CO2 não é uma mistura. * Se houve um acidente, não há oxigênio para propagar um incêndio (o ar contém ~ 21% de oxigênio). * Esta resposta parece comparar o nitrogênio com o ar, mas a pergunta é sobre o nitrogênio comparado ao CO2.
Ben Crowell
O CO2 é um gás misto, por si só - um carbono, dois oxigênio. Embora eu não veja o oxigênio em seus pneus sendo um enorme risco de incêndio ... Qualquer mais que o ar que respiramos
Cullub