Природный газ — смесь газов, образовавшихся в недрах Земли при анаэробном разложении органических веществ.
Природный газ относится к полезным ископаемым. Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии — в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворённом состоянии в нефти или воде. При нормальных условиях (101,325 кПа и 0 °C) природный газ находится только в газообразном состоянии. Также природный газ может находиться в кристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов.
Сэр Гемфри Дэви (ученый-химик) ещё в 1813 г. заключил из своих анализов, что рудничный газ есть смесь метана CH4 с небольшим количеством азота N2 и углекислого газа СО2 — то есть, что он качественно тождественен по составу с газом, выделяющимся из болот.
Основную часть природного газа составляет метан (CH4) — от 70 до 98 %. В состав природного газа могут входить более тяжёлые углеводороды — гомологи метана:
· этан (C2H6),
· пропан (C3H8),
· бутан (C4H10).
Природный газ содержит также другие вещества, не являющиеся углеводородами:
· водород (H2),
· сероводород (H2S),
· диоксид углерода (СО2),
· азот (N2),
· гелий (Не) и другие инертные газы.
Чистый природный газ не имеет цвета и запаха. Для облегчения возможности определения утечки газа в него в небольшом количестве добавляют одоранты — вещества, имеющие резкий неприятный запах (гнилой капусты, прелого сена, тухлых яиц). Чаще всего в качестве одоранта применяется тиолы (меркаптаны), например, этилмеркаптан (16 г на 1000 м³ природного газа).
Ориентировочные физические характеристики (зависят от состава; при нормальных условиях, если не указано иное):
· Плотность:
· от 0,68 до 0,85 кг/м³ (сухой газообразный);
· 400 кг/м³ (жидкий).
· Температура самовозгорания: 650 °C;
· Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом от 5 % до 15 % объёмных;
· Удельная теплота сгорания: 28—46 МДж/м³ (6,7—11,0 Мкал/м³) (то есть 8-12 квт·ч/м³);
· Октановое число при использовании в двигателях внутреннего сгорания: 120—130.
· Легче воздуха в 1,8 раз, поэтому при утечке не собирается в низинах, а поднимается вверх
В экологическом отношении природный газ является самым чистым видом органического топлива. При его сгорании образуется значительно меньшее количество вредных веществ по сравнению с другими видами топлива. Однако сжигание человечеством огромного количества различных видов топлива, в том числе природного газа, за последние полвека привело к увеличению содержания углекислого газа в атмосфере, который является парниковым газом.
Воздух — естественная смесь газов (главным образом азота и кислорода — 98-99 % в сумме, а также аргона, углекислого газа, воды, водорода), образующая земную атмосферу. Воздух необходим для нормального существования на Земле живых организмов. Кислород, содержащийся в воздухе, в процессе дыхания поступает в клетки организма и используется в процессе окисления, в результате которого происходит выделение необходимой для жизни энергии (метаболизм, аэробы). В промышленности и в быту кислород воздуха используется для сжигания топлива с целью получения тепла и механической энергии в двигателях внутреннего сгорания.
В 1754 году Джозеф Блэк экспериментально доказал, что воздух представляет собой смесь газов, а не однородное вещество.
| Состав воздуха: | |||
| Вещество | Обозначение | По объёму, % | По массе, % |
| Азот | N2 | 78,084 | 75,5 |
| Кислород | O2 | 20,9476 | 23,15 |
| Аргон | Ar | 0,934 | 1,292 |
| Углекислый газ | CO2 | 0,0314 | 0,046 |
| Неон | Ne | 0,001818 | 0,0014 |
| Метан | CH4 | 0,0002 | 0,000084 |
| Гелий | He | 0,000524 | 0,000073 |
| Криптон | Kr | 0,000114 | 0,003 |
| Водород | H2 | 0,00005 | 0,00008 |
| Ксенон | Xe | 0,0000087 | 0,00004 |
Состав воздуха может меняться: в крупных городах содержание углекислого газа будет выше, чем в лесах; в горах пониженное содержание кислорода, вследствие того, что кислород тяжелее азота, и поэтому его плотность с высотой уменьшается быстрее. В различных частях земли состав воздуха может варьироваться в пределах 1-3 % для каждого газа.
Воздух всегда содержит пары воды. Так, при температуре 0 °C 1 м³ воздуха может вмещать максимально 5 граммов воды, а при температуре +10 °C — уже 10 граммов
Загрязнение атмосферы (кислотные дожди, парниковый эффект) и борьба с ним.
Для борьбы с кислотными дождями надо: уменьшить кислотность в атмосфере; усилить контроль за выбросами в атмосферу; кислотообразующих веществ; устанавливать фильтры для очистки.
Для борьбы с истощением озонового слоя надо: следить за поступлением этих веществ в атмосферу;
Меры борьбы с парниковым эффектом: применять энергосберегающие технологии; сокращать использовать ископаемые источники энергии (уголь, газ); применять экологически чистые технологии; искать замену и альтернативу.