Вспомнил физику, или нужен ли азот в колесах?
 

Поднималась как-то на форуме тема про азот в колесах. Немного вспомнив физику средней школы провел следующее исследование на тему: так ли уж нужен азот в колесах, а именно справедливо ли утверждение, что азот в колесах не так расширяется при нагревании, как воздух, то есть не создает избыточного давления, которое может привести к разрыву покрышки.
Есть такая формула в физике - уравнение состояния идеального газа:
p*V=R*T, где
p - давление в Дж/см3
V - молярный объем в см3/моль (определяется конкретным видом газа)
T - абсолютная температура в K (температура в градусах Цельсия + 273)
R - универласьная газовая постоянная = 8,31441 Дж/(моль*K)

Теперь предположим, что лето, утро. Температура шин и газа в них 25 градусов Цельсия или 298 K. Мы начинаем движение на авто. Шины трутся об асфальт, греет солнышко, шина и газ разогреваются до 50 градусов (хотя на самом деле выше) или 323 K.
Температура изменилась на 50%. На сколько же изменится давление газа в шинах?
X=100%-((R*T2/V)/(R*T1/V))*100%=100%-(T2/T1)*100%=100%-(323/298)*100%=8%
Вроде как получается, что изменение давления в шинах не зависит от газа, который в них. То есть зависит только от изменения температуры.
Конечно вохдух (которфй и так кстати состоит на 78% из азота) и азот газы не идеальные и это пожалуй единственное, в чем я мог ошибиться. Предположу, что можно сделать вывод, что азот в шинах или воздух, значения не имеет с точки зрения увеличения давления в шине при нагреве.

ты не учел того, что азот греется как минимум на 22% хуже "воздуха" :-))

Приведенное Вами уравнение справедливо для одного моля газа.
В общем случае нужно умножать на количество молей=m/M
А вообще в воздухе почти 80 процентов того же азота, так что эти манипуляции весьма сомнительны. Хотя по практике, закачали азот когда ставил резину - в ноябре, подкачивать не приходилось.

Я полагаю 22-это как максимум, исходя из состава воздуха. Нужно знать различие соответсвующих коэфициентов для чистого азота и воздуха, думаю не сильно различаются

ну да, как максимум. пардон

не показатель, также за зиму не подкачивал и давление в норме...

Колеса, накаченные в октябре воздухом, до апреля не подкачивались тоже :)

параметры, определяющие свойства каждого газа (V, m, M и пр.) в расчетах сокращаются :)
остается только температура

закачивать лучче гелий - машину будет приподнимать... ;-)

22% хуже это как? Если по времени разогрева, то давай предположим, что ты предпринял забег на 1000 км. При средней скорости в 100 км/ч ты эту дистанцию преодолеешь за 10ч. Думаю этого времени будет достаточно, чтобы нагреться воздуху и азоту до температуры шины.

Учите химию, в 18 веке еще доказано что воздух, кислород и азот при нагреве от 0 до 100 цельсия расширяются одинаково.

Да исследование собственно не в этом. В первом посте я сделал всего лишь вывод, что изменение давления не зависит от конкретного газа, а зависит только от изменения температуры. Параметры, характеризующие газ сократились.

Да, я как-то тоже этим вопросом заинтересовался-конечно, между чистым азотом и чистым воздухом разница должна быть (кстати, приведенное уравнение для идеального газа-конечно два "идеальных" газа одинаковы), но порядка процентов вроде. Другое дело, что кислород-он теоретически активный весьма и при накачке воздухом при повышенной температуре может (а может и не) резина стариться быстрее. А так напоминает старый анек про то, как на фирменный сервис Вольво завезли в баллонах родной шведский воздух.

читай внимательно, про скорость старения резины речи не идет. Речь только о давлении в шинах, которое "из-за азота можно дольше не проверять, чем если воздух накачан".
PS: Про старение и так понятно. Кислород - куда более сильный окислитель, чем азот. Потому и старение резины и дисков быстрее произойдет.

И резина, и диски, куда быстрее (на порядки!) износятся от езды, а не от теоретичекого окисления кислородом.

На монтаже предлагают азот, но зачем и для чего объяснить не могут. А если нет разницы зачем платить больше?

хм... воздух можно считать идеальным газом, если он - при атмосферном давлении и комнатной температуре...
собственно, условия задачи не очень вяжутся с приближениями....

если уж ты занялся этой пролемой, вспомни Ван-дер-Ваальса :) результаты интересны :)

лучше вакуум, он ещё легче :)

Азот нужен. Доказано: http://www.gazeta.ru/2002/11/29/ponty.shtml

Перечитал с преогромным удовольствием :)

Еще небольшое дополнение из курса физики средней школы. Удельная теплоемкость азота равна 750 Дж/(кг*К), воздуха - 1000 Дж/(кг*К). Удельная теплоемкость определяет сколько надо затратить энергии, чтобы нагреть 1 кг газа на 1 градус. Из предложенных данных видно, что чистый азот нагреется быстрее, чем воздух.

Да азот - это панты, а панты нам нужны. Значит азот нам тоже нужен :D

азот - не окислитель, он инертен

закачивать вакуум - звучит :-)))))))
а как ездить? жестко же будет!!!! :-))))

а что, реально приподнимать будет! Серьезно.

тем более, но речь не об этом, а о давлении в шинах :)

А у меня на работе есть азот, аргон... :)
Чем колёса качать? :)

З.Ы. На самом деле про это уже вроде поняли, что воздух, что азот - разницы не будет.

Я не опровергаю уравнения Гей-Люссака :). Насколько помню, речь идет о идеальных газах, к которым можно перечисленные газы (их смеси) причислить с большим приближением для нормальных условиий (1 атм, 298 К). При этом давление в шинах все таки не атмосферное и силы Ван-дер-Ваальса уже присутствуют, соответсвенно уже уравнеие состояния имеет другой вид.
С химией знакомился достаточно подробно в свое время, пока не стал к.х.н., но со временем начинаю подзабывать ;-)

Кроме уравнения Ван-дер-Ваальса можно заглянуть в уравнение состояния реальных газов, известные как уравнения Бертло или Битти-Бриджмена (признаюсь пришлось заглянуть в потрепанную в студенчестве книжонку :-).
Хотя если честно, мне это физический смысл преимущества азота перед воздухом до конца не прояснило. Весьма смутно представляю...

да ну? а химики и не знают :)
магний, например, прекрасно горит в азоте

Если есть гелий, то им ;) Машина не ездить, летать будет в прямом смысле слова :D

:D
напиши-ка реакцЫю, ежели такой умник.
магний-то горит, но то является ли азот окислителем в данной реакции? ;)

не надо вот только горячиться раз сам химию не знаешь :)

3Mg + N2 = Mg3N2

ЗЫ: 9 класс школьного курса химии

давай зачетку :D

и где магний меняет степень окисления? :satan:
гы

учебник химии открой и не задавай больше глупых вопросов

Леха, ты че в натуре, совсем химию забыл? :)

вот то-то же! сдаешься?
перечитал учебник химии... ;)
на самом деле как была степень окисления +2, так и осталась! Это не окисление. Окислителем может быть, например, закись азота, а не азот.
mg 3 n 2 получается и при нагревании М. около 500 °С в атмосфере азота.
При температуре азот соединяется с металлами с образованием нитридов.
^^^^^^^^^
И нечего упираться. :smoke:

ну что Вы право, магний металлический, не было у него степени окисления +2

видимо забыл, Олег....
и вправду....
ну не думал я, что газообразный азот может быть окислителем.... :\
в биологии все не так :beat:

сам-то понял чё написал?

уважаемый Jag Mort! приношу свои извинения!
забыл химию. N2 окисляет Mg, сам восстанавливается до -3 :beat:

в свое оправдание скажу: во-первых, речь скорее идет не о свойствах азота как окислителя, а о свойствах магния как очень активного металла. Во-вторых: +500 град - это условия, не характерные для обычной жизни. В-третьих, химическая инертность не подразумевает полное отсутствие реакционноспособности, ведь даже инертные газы вступают в реакции....

еще раз пардон за упрямость