- I.1. surse de energie
- Cărbune ca sursă de energie
turbine cu abur Parsons (1907)
explorarea și extracția petrolului uleiului
În 1901, a fost descoperirea de bogat Spindletop depozit de petrol din Texas. Pe parcursul acestor ani, a început să se dezvolte industria de automobile. Ca rezultat, uleiul începe să joace un rol tot mai important ca sursă de energie, iar prin 1951 ea a câștigat primul loc, înlocuind cărbunele dominat până atunci. Continuu imbunatatita tehnologiei chimice pentru prelucrarea țițeiului și izolarea din acestea fracțiunile individuale. Inițial, uleiul pur și simplu distilat la presiune atmosferică. Apoi a fost distilare în vid, la presiune redusă. În cele din urmă, au fost dezvoltate metode de cracare termică cu ajutorul catalizatorilor. Deosebit de important a fost rolul chimiei în dezvoltarea metodelor de producție de petrol. diamant burghie, fluide de foraj, au fost create metode de izolare a uleiului din șisturi bituminoase, folosind reactivi chimici și abur. Pentru recuperarea secundară a țițeiului din puțuri în aceasta este pompată sub gaz de înaltă presiune (dioxid de carbon) sau soluții apoase.
Primul reactor nuclear a fost conceput pentru scopuri militare în 1942. Utilizarea energiei nucleare în scopuri pașnice, inclusiv generarea de energie electrică, a început în 1951, când președintele american Dwight Eisenhower a anunțat un program de ォ AtomsforPeace サ. De atunci, chimie a jucat un rol-cheie în acest program. Cu ajutorul metodelor chimice generează materiale radioactive care servesc combustibil în reactoare nucleare; făcute pentru bare de control ale reactorului, limitarea fluxului de neutroni de material fisionabil; efectuat eliminarea și prelucrarea deșeurilor radioactive; luate măsuri de protecție a mediului; minimizarea efectelor nocive ale radiațiilor asupra organismului uman.
Surse de energie alternative
Metode ecologice de producere a energiei - instalații eoliene, energie hidroelectrică, centrale electrice geotermale produc mai puțin de un procent din energia electrică generată de toate centralele electrice din lume. Cu toate acestea, surse alternative joacă un rol tot mai important în ceea ce privește eficiența și disponibilitatea acestora. Aici chimie ia parte activă în dezvoltarea de tehnologii și materiale moderne: panouri solare care produc energie termică și electricitate; elice pulmonare la vânt din fibra de carbon; soiuri îmbunătățite ale turbinelor din beton și robuste din metal pentru centrale hidroelectrice; materiale rezistente la coroziune pentru centrale electrice geotermale.
I. Energie și Transport
I.2 Depozitarea de energie electrică și de surse de alimentare portabile
La sfârșitul secolului al XVIII-lea, Alessandro Volta a inventat curentul electric continuu. îmbunătățirea în continuare a celulelor de baterii care nu au fost posibile fără participarea chimiști. In 1890 a fost îmbunătățită elementul Leklanshe cu electrolit lichid si celule uscate format zinc-carbon. Astfel de baterii sunt disponibile în comerț în cantități mari pentru torțe, și totuși ele sunt utilizate. In 1949 a fost dezvoltat de masă activă alcalină, ceea ce a permis să mărească durata de viață și de a reduce dimensiunea celulei. Astfel de baterii alcaline ォ サ găsit repede utilizat ca sursă de energie pentru diverse dispozitive electronice portabile, inclusiv aparate de radio cu tranzistori, și aparatele de fotografiat. Mai târziu okisnoserebryanye mai sofisticate, rtutnooksidnye și celule electrochimice litiu au fost dezvoltate.
celule uscate zinc-carbon
Bateriile moderne sunt și modul în care acestea funcționează
I. Energie și Transport
I.3. Materiale pentru construcția de drumuri și poduri
În 1950-e. în Statele Unite, peste un program federal pentru construcția de drumuri și poduri a fost dislocat. Pentru punerea în aplicare a acesteia a fost absolut necesar pentru a avea un beton puternic, proiectat pentru funcționare continuă. Ciment Portland a fost introdus pentru prima dată în 1824 într-un amestec cu apa se solidifică încet, ca urmare a fluxului de reacții chimice complexe în care pasta de ciment umple golurile dintre particulele solide, ranforsare amestec. În 1877 francezul Zhozef Mone patentat de beton. Rezistența betonului și durata serviciului său depinde de tehnologia atentă menținerea în procesul de fabricare a cimentului. Introducerea de diferiți compuși chimici în amestecul de beton pentru a reduce contracția în timpul solidificării betonului și de a îmbunătăți rezistența la coroziune.
Utilizate pe scară largă în construcția drumului este asfaltat. Este ieftin și are bune caracteristici de performanță. depozitele de asfalt naturale au fost descoperite în 1595, dar în 1902 a început să fie amestecat cu gudron de cărbune, și de a folosi acest amestec pentru pavaje. Curând asfalt natural în construcția de drumuri a fost înlocuit cu bitum - un reziduu solid sau semi-solid, care este produs în rafinarea petrolului. Recent, bitum a început adăugarea de polimeri sintetici; este posibil să se îmbunătățească calitatea acoperirii și creșterea spok sale de serviciu. In ultimul timp ce avansează în acest domeniu, este așa-numita Superpave ォ サ (angliyskoe cuvânt Superpave - prescurtarea de la SuperiorPerformingAsphaltPavements, adică asfalt cu cea mai bună performanță). O astfel de ォ サ superasfalt rezista la sarcini grele și condițiile meteorologice nefavorabile.
Metale și aliaje
Tehnologie pentru întreținere și reparații
Întreaga infrastructură rutieră trebuie să fie menținute în stare bună pentru o lungă perioadă de timp, în orice vreme. Inovațiile în domeniul materialelor și serviciilor poate crește intervalele dintre reparații trotuar. Pentru a face acest lucru, folosim etansatoare speciale pentru structuri de beton, asfalt și oțel. Alte materiale, inclusiv polimer, servesc aditivi constrângător care îmbunătățesc performanța pavarea drumurilor de asfalt. De exemplu, se adaugă la asfalt copolimer stiren-butadienă, în care blocuri de polistiren și polibutadiena alternativ. Această adăugare reduce crăparea de asfalt și de educație pe ea de la roțile de cale de trecere autoturisme.
I. Energie și Transport
I.4. Combustibil - un produs de rafinare a petrolului
Producerea benzinei din țiței
Una dintre sarcinile importante ale industriei petrochimice - pentru a crește cantitatea de benzină produsă din țiței. O dată ingineri din petrol doar fracțiuni petroliere grele încălzite. În acest caz, ele conțin molecule mari de hidrocarburi sunt împărțite în cele mai mici, care ar trebui să fie în benzină. Acest proces, care a fost pus în funcțiune în 1913, se numește cracare termică. Cu toate acestea, produsele indezirabile sunt formate la temperaturi mai ridicate, astfel încât oțelul 1928 g. Folosi distilare în vid, care este la temperaturi mai scăzute. In 1936 Eugene Goodrich a dezvoltat un proces în care un catalizator de cracare inert (cracare catalitică) este utilizat în loc de temperaturi ridicate. Păstrarea în 1937 la scară industrială, acest proces a făcut rapid o adevărată revoluție în producția de benzină.
aditivi pentru combustibil
Primele motoare auto ォ knock サ, adică lucrul cu detonarea, care a fost asociat cu benzină de calitate scăzută. De la 1921 la benzină a început să adăugați tetraetil de plumb. Motoarele au început imediat să funcționeze mai bine și mai silențioase. K 1926 a fost pus în practică cu privire la calitatea combustibililor estimează cifra octanică, care caracterizează amestecul de benzină-aer capabilități de compresie în cilindru. Cu toate acestea, toxicitatea de plumb în benzină a dus la interzicerea acesteia în 70-e. În prezent benzină se adaugă cantități mici de diferiți reactivi - alcooli și eteri pentru a mări cifra octanică, aditivi antioxidanți pentru îmbunătățirea eficienței motorului, detergenți pentru a reduce frecarea și uzura și o viață mai lungă a motorului. aditivi speciali sezoniere, cum ar fi metanolul, împiedicând înghețarea combustibilului în linii în ger severe utilizate într-un număr de regiuni geografice.
Cu trei căi convertor catalitic
I. Energie și Transport
materiale convenabile, confortabile și sigure cu proprietăți îmbunătățite
Realizările chimiei au permis multora să înlocuiască părți metalice într-o mașină cu plastic, reducând astfel greutatea sa; în același scop sunt dezvoltate în mod constant noi materiale cu performanțe ridicate. După al doilea război mondial, producătorii de automobile în fabricarea elementelor de construcție rigidă a început să folosească polimeri sintetici - produse din industria petrochimică, datorită rezistenței lor, duritate, rezistenta la intemperii. După criza energetică din anii 1970. Am început căutarea pentru mai multe materiale ușoare, care pot inlocui metalul, reduce greutatea vehiculului și, astfel, reduce consumul de combustibil. Schimbat și proiectarea vehiculului: corpul de formă complexă, au fost fabricate prin turnare prin injecție, de la un barele de protecție termoplastic fără decolorare în lumină și fibre de polipropilena rezistente la ultraviolete și vopsele speciale, vopsele și adezivi.
tehnologia de anvelope
La începutul secolului al XIX-lea. au fost produse fabricate din cauciuc natural. Cu toate acestea, ei au fost practic: în dedurizată căldură, și în vreme rece devine fragil. In 1839, inventatorul american Charlz Gudir a dezvoltat procesul de vulcanizare a cauciucului natural. In timpul acestui proces, asociați cu sulf fiecare alte molecule de cauciuc nesaturate. Acest proces este, în principiu încă în uz în prezent; în care amestecul inițial este special acceleratori de vulcanizare cauciuc și stabilizatori. Prin 1945, a fost stabilit producția industrială a cauciucului sintetic. Deoarece anvelopele nevoie de mai mult și mai mult au fost în mod continuu de lucru pentru a le îmbunătăți. Astfel, primele anvelope solide au fost înlocuite cu vezica urinara de cauciuc. În anvelopă pentru îmbunătățirea puterii injectate tesatura cordon din fibre naturale sau sintetice. Pentru a reduce uzura de cauciuc, a adăugat materiale de umplutură speciale. În cele din urmă, există tubeless anvelope în ultimii ani.
I. Energie și Transport
I.6. Aviație și aeronautică
baloane cu aer cald - baloane cu aer cald
In 1783, omul a luat mai întâi la aer într-un balon, care a fost umplut cu aer cald, încălzit cu o flacără deschisă. De atunci, baloanele s-au schimbat dincolo de recunoaștere. În primul rând, aerul cald a fost înlocuit cu hidrogen, iar mingea a devenit mai ușor de gestionat. În prezent, balonul cu aer cald a devenit un sport popular; Numai ei sunt dependenți de mai mult de cinci mii de oameni din Statele Unite. Chimiștii pentru o astfel de bile sunt ieftin material durabil și rezistent la căldură nailon. balon cu aer este încălzit într-un astfel de arzător, în care gazul este alimentat dintr-un cilindru de propan lichefiat.
Heliu pentru aeronautica
Catastrofa Ginderburgom (1937)
intrarea omului în spațiu - un exemplu minunat al realizărilor de gândire de inginerie, de la primele lansări în anii 1920. Aceasta a fost urmată de lansări de sateliți de comunicații în 1950 și zboară naveta spațială - ォ naveta spațială サ. Pentru zborul cu succes în spațiu necesar bylirakety cu o forță jet puternic, capabil să depășească gravitația Pământului. Prima rachetă a fost lansată în 1926, a lucrat pe combustibil lichid - benzină și oxigen lichid oxidant servit.
Ulterior am testat diverse tipuri de combustibili solizi și lichizi și diferiți oxidanți. Pentru ォ Shuttle サ combustibil este hidrogen lichid și motoarele deducînd orbitei pentru combustibilii solizi - aluminiu în amestec cu un agent oxidant, perclorat de amoniu.
Materiale de constructii pentru avioane si rachete
Primul avion au fost realizate din lemn și țesături. Acum, în fabricarea lor sunt folosite numai materiale sofisticate de construcție. Acestea sunt create prin intermediul tehnologiei chimice. Chimiștii au dezvoltat o tehnologie pentru aliaje puternice și ușoare de aeronave pe bază de aluminiu și titan, care sunt rezistente la coroziune și pot funcționa la temperaturi ridicate. Cerințe specifice pentru materialele structurale apar în fabricarea de rachete, care zboară în condiții extreme. Un exemplu de astfel de material - placi ceramice speciale, care, în anii 1980. Ne-am confruntat cu locurile cele mai responsabile de placare Shuttle ォ サ. Aceste dale protejează nave spațiale de temperaturi ridicate la intrarea sa în atmosferă. Inițial compozit zirconiu exotic a fost testat pentru fabricarea acestor dale, dar apoi gresie se confruntă au fost realizate din fibre de siliciu, pentru care materialul de pornire este nisip obișnuit.
