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

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

Семь в одном. Обзор USB-C док-станции Rapoo XD71

Нынешние ноутбуки все больше становятся похожими на планшеты, лишаясь зачастую самых нужных портов. Вернуть привычные возможности позволяет док-станция Rapoo XD71 с двумя портами USB-A, картридером...

Мал, да удал. Обзор компактного аккумуляторного инструмента: 3-дюймовая УШМ под 18V батареи

Аккумуляторная угловая шлифовальная машина ONEKFYFD, на которую можно установить диски/насадки 75 мм (3″). Выручает в мелких работах, например, по сантехнике и электрике, удобная для работы...

Как выглядела Вселенная в первые микросекунды: на Большом адронном коллайдере доказали жидкую природу первичной материи

Как изучать свойства материи, которая существовала лишь в первые микросекунды после Большого взрыва? Это состояние называется кварк-глюонной плазмой. В обычных условиях нашего мира кварки и...

Возможна ли жизнь без воды: как экзотические растворители расширяют границы обитаемой Вселенной

Вся современная астробиология построена на одном правиле: для возникновения и поддержания жизни необходима жидкая вода. Этот принцип определяет цели всех космических миссий, архитектуру...

Парадокс стакана воды: почему мы боимся таяния не тех ледников и откуда реально придет потоп

Белые медведи ни при чем. Разбираем сухие физические факты: почему тающий Северный Ледовитый океан не затопит города, куда делись 9 триллионов тонн горного льда и что происходит с Гренландией.

Ловушка «чемодана без ручки»: почему нам так страшно бросить то, что давно пора бросить

Продолжаем изучать ментальные приемы, которые помогают нам принимать верные решения и делают нас более эффективными. Сегодня поговорим про ловушку невозвратных затрат. Рассмотрим примеры и решения.