Ацетиленовая сварка (задача)

[puffer]

ребят помогите пожалуйста, выходит автомат по КСЕ и надо задачку решить, а она по химии, а я в ней не очень разбираюсь, специальность (Прикладная информатика в экономике)

Теплоты сгорания этана, этилена и ацетилена соответственно равны 70129, 64937 и 58657 кДж/м3. Почему для сварки пользуются ацетиленом, а не этаном или этиленом?

Заранее спасибо!

[Константин_Б]

Первое, что приходит в голову - расход кислорода. Запишите уравнения реакций сгорания этих газов. Оттуда будет виднее

[Marxist]

Там температура пламени выше

[Константин_Б]

Там температура пламени выше

Потому, что скорость подачи(сгорания) газовой смеси выше у ацетилена, поскольку см. пост выше. А теплоты преведены в размерности Дж/м3

[Nord]

О, мне однажды приходилось изучать теорию горения в изложении для... пожарных
Все логично: температура пламени определяется
а) теплотой сгорания исходных веществ
б) теплоемкостью продуктов сгорания.

Так вот, температура горения углеводородов ограничена температурой начала диссоциации CO2. Т.е. при высокой температуре необходимо сравнивать теплоты сгорания не до CO2, а до CO, а они различаются меньше, особенно если учесть, что теплоемкость при этом определяется в большей мере количеством паров воды.
Газы с наиболее высокой температурой горения - это эндотермичные соединения, образующие при горении малоатомные очень стабильные молекулы - ацетилен:
C2H2 + 3/2O2 -> 2CO + H2O,
дициан
C2N2+O2 -> CO +N2
В последнем случае получается пламя самой высокой температуры из всех горючих веществ потому, что во-первых, дициан - сильно эндотермичное соедиение (высокая теплота сгорания), а продукты - устойчивые молекулы слабо диссоциирующие даже при 5000К. Если покопаться в поиске, то можно найти тему про горение дициана.

Почему не используют для сварки? Потому, что токсичен, полимеризуется, взрывоопасен.

[Константин_Б]

О, мне однажды приходилось изучать теорию горения в изложении для... пожарных

Круто, Nord! Только может как то упростить (конкретизировать) ответ для меня и puffer'а. А то всё как то неоднозначно...

[Nord]

А в чем проблема? Температура углеводородных пламен ограничена температурой начала диссоциации CO2. При сгорании до CO - теплоемкостью продуктов (и реагентов, их тоже нагревать надо), чем больше воды в продуктах горения - тем хуже. При сгорании до CO и одинакового кол-ва воды - теплотой сгорания. Видно, что теплота сгорания - один из последних важных факторов. Есть не столь важные: потери на излучение, которые в случае окрашенных пламен выше, чем бесцветных.

[puffer]

Спасибо за помошь ребят
я еще сёдня к химичке ходил в школу, сказала мож поможет чем

можно еще вроде добавить с экономической точки зрения, что ацетилен дешевле остальных перечисленных веществ

[Nord]

Дешевле метана вряд ли что-то бывает. Но им не сваривают.

[amik]

Не готов согласиться с уважаемым Nord
Гуглейские данные по температурам пламени "Газ-кислород"
Водород - 2800
Метан - 1850
Пропан - 2500
Ацетилен - 3100(3080) ну это одно и то-же
Метилацетилен - 2930 очень модный щас газ для сварки( не требует жестких условий хранения)

[puffer]

Ацетилен действительно дешевле?
Еще меня сёдня растроила моя бывшая химичка, она нечего не смогла сделать
я ей сказал про расход кислорода, она написала уровнения и у ацетилена меньше всего
спасибо за идею
Ну еще то что у ацетилена температура пламени примерно 3000 а горения железа при 1500 плавиться и ацетилен единственный удовлетворяет условию
еще теплоты сгорания в задачи помойму. только чтобы запутать, они здесь не играют важную роль
Тем более. что предмет Концепции Современного Естествознания, и не требует глубокого внедрения в химию, а охватывает общие оспекты

[Nord]

Не готов согласиться с уважаемым Nord
Гуглейские данные по температурам пламени "Газ-кислород"
Водород - 2800
Метан - 1850
Пропан - 2500
Ацетилен - 3100(3080) ну это одно и то-же
Метилацетилен - 2930 очень модный щас газ для сварки( не требует жестких условий хранения)

А где я неправ?

[amik]

А где я неправ?

Даже в мыслях не имел

Не готов согласиться с уважаемым Nord

Теперь, заглянув в литературу, готов

[ScrollLock]

Высокая температура ацетиленового пламени связана ещё и с тем, что в этом углеводороде мало водорода, а значит и выделяется мало воды с большой теплоёмкостью
CH4 даст 2 молекулы H2O, а C2H2 - одну (т.е. в 4 раза меньше воды в пересчёте на 1 атом углерода).
И ещё, конечно, положительная энтальпия образования ацетилена тоже играет роль.

Это уже упоминалось, но в другой формулировке

Все логично: температура пламени определяется
а) теплотой сгорания исходных веществ
б) теплоемкостью продуктов сгорания.

Особенно важен пункт б)

[puffer]

Парни ходил я сдавал седня задачку и дело вот в чем
Вода здесь роли не играет (При сварке, когда карбид реагирует с водой и образуется ацетилен вода после реакции помешается в специальный резервуар)
а дело вот в чем оказывается что при ацетиленовой сварке на горелке образуется копоть минимальная по сравнению с этаном и этиленом, а теплота сгорания переходит не к воде, а к этой копоти (водород или что то там не помню)
так , что ацетиленовая сварка самая чистая, ну всмысле емеет самое мощное пламя
Спасибо всем за помошь, удачи!

[Механизатор]

При сварке, когда карбид реагирует с водой и образуется ацетилен вода после реакции помешается в специальный резервуар

Водяной затвор что ли? Так он для предотвращения взрыва...

[Acetoacetylenyl]

можно варить и пропаном, но все портит вода, чем больше её получается в продуктах сгорания, тем интенсивнее окисляется металл(сталь) - проверено на себе а окислы углерода ничего вредного в условиях сварки не делают(см. как работает дуговой полуавтомат). специальные книжки об этом кстати рассказывают, можно, мол и пропанокислородным пламенем сваривать(тем-ра всё же позволяет), но только малоответственные соединения с толщиной металла до 3мм. по своему опыту - 2мм - сносно, 3 - удолетворительно, 4 -четкий неуд.,ломается легко, это я еще образцы на просвечку и прозвучку не носил..а копоть-то у ацетилена максимальная из всех приведенных соединений, но горелке это не мешает, если все в порядке, она вообще не образуется, куда хуже брызги металла. и не очень-то ацетилен и дешев

к слову, водород, как сварочный газ также практически не используют. а газу МАФ что-то не очень доверяю, и насчет безопасности, думаю ацетиленовый баллон с растворённым газом всё же безопаснее, чем пропановый с сжиженным МАФом, туда для стабилизации и предельные углеводороды добавляют( т.е. определённая опасность взрыва всё же есть). видимо цена рулит

[Ventura]

Мое мнение.
1. Температура пламени. У ацетиленовой горелки выше из-за меньшего кол-ва воды => меньше теплоемкость.
2. Цена. Получается ацетилен выгоднее всего. Соотношение цена и качество ) Водородом оч. редко пользуются )))

А на Кислород вообще почти по барабану, он стоит намного дешевле газа )
И с водой в резервуаре вы не путайте - та вода в резервуаре и остается. Тут имеется ввиду вода, которая образуется в результате горения.
Примерно тоже самое с копотью. Конечно копоть ухудшает качество сварки, но имхо это не решающий фактор.

[Acetoacetylenyl]

Примерно тоже самое с копотью. Конечно копоть ухудшает качество сварки, но имхо это не решающий фактор.[/quote]

не-не, все зависит от квалификации того, кто держит горелку. иногда, эта "лишняя копоть" очень даже важна, для чугуна и высокоуглеродистой стали, например.(водород в полном пролёте) а если Пламя правильно регулировано, до т.н. нормального, то она и не появится.

По части уравнений горения, Nord прав, кислород из баллона жжет горючее только до СО, а до СО2 помогает воздух, и если не соврать, нормальное пламя получается при соотношении С2Н2/О2 1:1,1-1,3 Водород при этом явно не дожигается.основная реакция С2Н2 + О2 -> СО + Н2 , давая больше кислорода, расходуется и водород, начинает увеличиваться доля водяного пара, пары воды при этой тем-ре будут сильно окислять металл, о чём уже говорилось, получается т.н. окислительное пламя.

Ребят, чего спорить-то?..газовой сварке более ста лет уже, немного старше электрической. что-то принципиально новое там до сих пор не найдено. электрическая же и по сей день совершенствуется

[Acetoacetylenyl]

а дело вот в чем оказывается что при ацетиленовой сварке на горелке образуется копоть минимальная по сравнению с этаном и этиленом, а теплота сгорания переходит не к воде, а к этой копоти (водород или что то там не помню)

это какая-то полная Х-ня