Закись азота: как анестетик заставляет машины ехать быстрее?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Авто и транспорт

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.

Бутыль закиси азота и комплект для её установки в автомобиль
Автор: Grolribasi Источник: creator.nightcafe.studio

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%.

Комплект установки закиси азота в автомобиль
Автор: Grolribasi Источник: creator.nightcafe.studio

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.

Изначальное применение закиси азота — мадицинское
Автор: Grolribasi Источник: creator.nightcafe.studio

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.

Изображение в превью:
Автор: Grolribasi
Источник: creator.nightcafe.studio
Другое
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Пишу под ником Grolribasi, люблю посты на нишевые темы, чтобы в них разобраться.
Веду канал в телеграме: @grolchannel

5 комментариев

Добавить комментарий

s
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%
тогда что мешает вместо закиси азота использовать чистый кислород?
Grolribasi
От закиси может порвать, а от кислорода тем более. Ещё и дороже гораздо.
X
Закись азота загорается при высокой температуре, но в обычных условиях считается безопаснее использовать его. Доминик Торетто крутит вентиль грязной ручёнкой, нагрев клапана и взрыв. Сильно возрастает вероятность. Кроме того баллон для медицины проще приобрести, чем из 100 кг. баллона с риском заправляться.
s
Это всё не главное. Я нашел ответ почему чистый кислород не используется в двигателях. Будем считать это домашним заданием для автора статьи — предлагаю ему самостоятельно найти и в будущем дополнить статью — это полезно.
Grolribasi
Injecting pure oxygen would create such violent, uncontrolled combustion that even small amounts could be catastrophic. With nitrous oxide, the heat of the combustion breaks the chemical bond that holds the two nitrogen atoms and the oxygen atom together.

Плюс сложности сжижения кислорода и т.д.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

«Чемпионы» выживания: какие существа способны годами жить без еды и воды

Земля воистину удивляет своим разнообразием всевозможных форм жизни. И если человеку или привычным нам животным постоянно нужно получать пищу и воду для продолжения своей жизнедеятельности, то есть...

Зачем инженеры использовали золото в двигателе McLaren F1: технический разбор

Суперкар McLaren F1, разработанный инженером Гордоном Марри в первой половине 1990-х годов, до сих пор остается ориентиром в области автомобильного проектирования. Одним из наиболее заметных и...

Африка распадается на части: где формируется новая граница тектонических плит и будущий океан

Геологическая структура Земли непрерывно изменяется. Твердая оболочка нашей планеты состоит из тектонических плит, которые постоянно движутся, сталкиваются и разделяются. Наиболее известным...

Синтезатор Поливокс: как советская радиоэлектроника вошла в мировую историю звукозаписи

Советский аналоговый синтезатор Поливокс, производившийся на Качканарском радиозаводе «Форманта» с 1982 по 1991 год, занимает обособленное место в истории электронной схемотехники. Разработанный...

Вселенная состоит из «пикселей»: как отказ от непрерывной математики решает главные парадоксы квантовой физики

В своих знаменитых лекциях Ричард Фейнман неоднократно подчеркивал, что квантовая интерференция — это единственная настоящая загадка квантовой механики. Из этого явления прямо или...