Закись азота: как анестетик заставляет машины ехать быстрее?

Каждый ребёнок, когда-либо игравший в компьютерные гонки нулевых или смотревший «Форсаж», знаком с крайне любопытной субстанцией — закисью азота. Она заставляет машины ехать быстрее, но мало кто представляет, как она это делает и тем более, что закись применяется также в медицине.

Применение в автомобилях

Закись азота (N₂O) — бесцветный невоспламеняющийся (при комнатной температуре) газ его используют профессионалы в автоспорте и просто любители для повышения мощности двигателя. Но количество лошадиных сил увеличивается не за счёт сгорания закиси азота, она лишь помогает сжигать больше топлива за счёт сильного обогащения смеси кислородом.

Чтобы разобраться в вопросе подробнее, давайте вспомним основной принцип работы двигателя внутреннего сгорания — сжигание топлива. Чем больше топлива сгорело, тем больше мощности двигатель получил. Мы можем добавить больше топлива, но каждый двигатель ограничен тем, сколько топлива он может сжечь. Чтобы сжечь больше топлива и получить больше мощности, нужно больше воздуха, поэтому двигатели модифицируют с целью увеличения его «лёгких»: добавляют нагнетатели, воздушные фильтры низкого сопротивления, турбины и т. д.

Закись азота не увеличивает количество воздуха, она увеличивает процентную долю его ключевого компонента — кислорода. В то время как в воздухе примерно 20% кислорода, в закиси азота его примерно 36%, благодаря N₂O и нехитрой математике можно определить, что прирост мощности двигателя составит 25-50%.

Закись азота обычно хранят в сжиженном охлаждённом виде, таким образом она занимает значительно меньше места и позволяет охладить впускную камеру при установке на впрыск топлива. Но у автомобильного применения закиси азота есть и негативная сторона. Длительное воздействие N₂O на двигатель может привести к его быстрому износу, а также износу других компонентов, косвенно связанных с двигателем (например, сцепления), поэтому, как правило, двигатели специально подготавливают для использования закиси и используют её во время гонок лишь кратковременно.

Первое применение газа в ДВС было зафиксировано в 1912, это был авиационный двигатель, системы для тюнинга автомобилей появились под конец 1970-х. Однако газ известен гораздо дольше, ещё с 1800-х его активно использовали… в медицине.

Использование в медицине

В медицине закись азота более известна как веселящий газ, впервые в качестве анестезирующего его начали применять ещё в начале XIX века. Сейчас её используют в качестве седативного средства для простых процедур вроде зубных операций. Медицинский N₂O также используют для облегчения симптомов абстинентного синдрома (ломки) при алкогольной зависимости.

Веселящий газ подают пациентам в дыхательные пути через носовые пазухи или маску для анестезии. Закись азота расслабляет, позволяет почувствовать лёгкую эйфорию и пустоту в голове. N₂O вряд ли заставит вас «орать в голосину», но может сделать немного радостнее. Но немедицинское использование газа может навредить здоровью и вызвать побочные эффекты от самых простых, например, тошноты и головокружения, до серьёзных последствий вроде обмороков, кислородного голодания и инфаркта. Также при длительном применении этот газ способен вызвать истощение организма и дефицит витаминов B12 и B9, приводя к анемии.

Другие применения

У этого газа есть и пищевое применение, его используют для подачи взбитых сливок и прочих пищевых аэрозолей в баллончиках.

Заключение

Закись азота, N₂O или веселящий газ имеет много применений и, как ни странно, использование в автомобилях — не самое частое и далеко не самое старое. В медицине газ используют как анестетик, а ещё его используют в пищевых аэрозолях.