Dado que el 78% de la atmósfera es gas nitrógeno, ¿podemos diseñar un automóvil que funcione con gas nitrógeno simplemente introduciendo el gas desde el frente mientras navega?

Answer 1

Si bien existe un concepto para un líquido. nitrógeno motor, mientras que el nitrógeno líquido pasa a través de un intercambiador de calor y el nitrógeno calentado y en expansión se usa para impulsar un pistón o una turbina, no hay una manera viable de simplemente extraer el nitrógeno literalmente fuera del aire y quemarlo como se podría. hacer con gasolina. Principalmente porque el nitrógeno no es reactivo químicamente y a temperaturas normales no reacciona con otros químicos.

Incluso si pudiera (lo que no puede), su densidad de energía sería demasiado baja para aprovechar cualquier energía significativa a las presiones atmosféricas.

Ahora sobre las hipótesis poco realistas; una forma teórica posible sería recoger el aire en una unidad de refrigeración y presurizar y enfriar el gas en un líquido, y luego usar otro intercambiador de calor para calentarlo y expandirlo> impulsar un pistón / turbina.

Por supuesto, este método supone que se podría bombear selectivamente solo el gas nitrógeno y no los otros que están presentes en la atmósfera, posiblemente a través de un proceso de filtración química (reactiva).

Pero, por supuesto, purificar el aire, presurizarlo y enfriarlo requeriría más energía de la que el motor emitiría, así que … no es práctico / necesario.

Answer 2

No. Para operar un automóvil, necesita una fuente de energía. Para los automóviles, esa fuente de energía debe ser relativamente compacta y con gran densidad de potencia. Históricamente, eso ha significado la combinación química de oxígeno atmosférico con alguna sustancia combustible (gas, queroseno, madera, carbón, estiércol de camello, alcohol, gas propano LP, etc.) para liberar calor y realizar trabajos mecánicos. Si quieres que un auto se corra de nitrógeno, deberás reemplazar el combustible con algo que reaccione violentamente con el nitrógeno.

El problema es que el nitrógeno es esencialmente inerte. Nada reaccionará mucho con eso. Si estuviera en forma de monóxido de nitrógeno, podría construir un motor alimentado por disulfuro de carbono, pero esa es una sustancia sucia y sucia de combustible que obstruiría las líneas de alimentación y, por lo tanto, no liberaría tanta energía.

Por eso utilizamos oxígeno e hidrocarburos.

---

Si te gusta la ciencia, quizás te guste mi muestra de scifi galardonada.

Answer 3

Claro, usted puede recoger nitrógeno fácilmente.
¿Y hacer qué con eso?
No se quema, al menos no a una temperatura útil. De ser así, la atmósfera ya se habría encendido.
Necesitarías algo más que aire para reaccionar con. Aka, combustible. Así que ya regresaste a donde comenzamos a cargar combustible a nuestros autos, pero cambiaste con qué parte del aire estás reaccionando. Y el oxígeno es mucho, mucho mejor para este tipo de reacción, por la misma razón que los incendios queman el oxígeno.

Answer 4

Para que tengamos un automóvil en funcionamiento, necesitamos mover algo en un estado de alta energía a un estado de baja energía y usar la energía extraída para mover el automóvil.

Sucede que los hidrocarburos y el oxígeno están en un estado de energía bastante alto, y el dióxido de carbono y el agua están en estados de energía muy baja, por lo que al quemar los primeros para obtener los últimos podemos extraer mucha energía en el proceso. Esto, por cierto, es la razón por la que no podemos fabricar un automóvil que funcione con agua como combustible: está en un estado de bajo consumo energético, por lo que no hay una forma práctica de extraer energía de él.

Lo mismo ocurre con los coches eléctricos, también. Cargar las baterías las pone en un estado de alta energía, y descargarlas las pone en un estado de baja energía. Podemos usar la diferencia de energías para hacer funcionar motores eléctricos, pero aún tenemos que poner energía en las baterías para aumentar su energía.

El nitrógeno atmosférico se encuentra en un estado de energía extremadamente baja. La mayoría de los explosivos altos funcionan permitiendo que los compuestos de nitrógeno que no están en ese estado vuelvan bruscamente y bruscamente a esa forma, violentamente, con una gran liberación de energía. El enlace entre los átomos de nitrógeno en el nitrógeno atmosférico es uno de los más fuertes (es decir, el estado de energía más bajo) de cualquier enlace atómico conocido.

Entonces, para extraer cualquier energía del nitrógeno atmosférico, tendrías que descubrir un estado de energía más bajo en el que podría estar, y simplemente no hay ninguno.

Answer 5

Nadie más ha intervenido para hacer este punto, así que …

Parece que tiene en mente que se puede quemar el “gas”, probablemente porque el gas natural (metano) y el gas hidrógeno, y el gas propano y el gas butano, que son inflamables, son los gases que más se escuchan. Y, por supuesto, la mayoría de los autos funcionan con “gasolina”, pero esa es solo una forma corta de decir “gasolina” y es un líquido, no una gasolina.

Pero como otros han señalado, no todos los gases son inflamables, no se pueden quemar (combinarlos con el oxígeno del aire) para obtener energía.

El nitrógeno, el dióxido de carbono, el helio (y todos los demás gases nobles como el argón y el neón) son ejemplos de gases que no se pueden quemar para hacer funcionar un motor.

No hace ninguna diferencia si el motor es un Diesel o cualquier otro tipo. El oxígeno en el aire es el elemento utilizado para quemar el combustible. El nitrógeno es solo un diluyente (principalmente) inerte de la mezcla de aire y combustible. Una pequeña fracción del nitrógeno se “quema” creando varios óxidos de nitrógeno. Estos se consideran contaminantes indeseables cuando son creados por un motor, y se emplean varios medios para evitar crearlos o destruirlos después de que se crean antes de que surjan en el aire.

Answer 6

Además de las otras respuestas, me gustaría abordar el problema de los productos de combustión.
Si logras quemar nitrógeno, se liberarán enormes cantidades de óxidos de nitrógeno. Estos pueden causar problemas de salud graves y pueden plantear problemas ambientales, por ejemplo, lluvia ácida.
Se adhieren a los buenos hidrocarburos, son un combustible más seguro y menos exigente.

Answer 7

Lo hacemos con oxígeno ahora en los motores de combustión. Como otros han señalado, no hay manera de obtener una reacción de combustión similar con nitrógeno. Incluso si hubiera, todavía necesitaríamos un combustible denso de energía para obtener energía de la reacción.