Mengapa kartrid inflasi darurat diisi dengan CO2?

Mengapa mereka tidak diisi dengan udara sekitar menggunakan kompresor udara? Bukankah mengompresi udara sekitar lebih murah daripada menghasilkan CO2? Jika ya, maka kartrid itu akan memiliki dua manfaat:

Lebih murah untuk diproduksi
Ban yang mengandung CO2 mengempis dengan sendirinya jauh lebih cepat daripada udara sekitar, jadi menggunakan udara akan berarti, begitu Anda mengembang ban dengan kartrid, Anda tidak perlu mengembang lagi ketika Anda kembali ke rumah.

— Tooniis
sumber

Mengeluarkan air dari udara normal adalah menyebalkan dan membutuhkan banyak peralatan. Periksa toko menyelam mana saja.

— Aganju

Secara teknis tidak praktis (jika bukan tidak mungkin) untuk mengompres udara biasa dalam jumlah yang cukup ke dalam kartrid seukuran / berat dari kartrid CO2. CO2 jauh lebih kompresibel daripada udara biasa.

— Daniel R Hicks

@ Aganju - Mendapatkan air dari udara bukan masalah besar. Masalah dengan air adalah bahwa jika orang-orang yang mengisi tangki tidak mengambil perawatan yang tepat mereka dapat mengisi tangki dengan air daripada udara.

— Daniel R Hicks

@DanielRHicks "CO2 jauh lebih bisa dikompresi daripada udara biasa" yang menjelaskan semuanya. Komentar Anda seharusnya merupakan jawaban.

— Tooniis

Udara bertekanan akan bocor. Co2 berubah menjadi cairan dalam tabung ini sehingga tidak akan bocor.

— SurpriseDog

Jawaban:

Kartrid pengisi daya CO2 digunakan untuk inflasi ban sepeda karena merupakan produk umum dan murah yang telah ada sejak tahun 1950-an. Kegunaan lain mereka termasuk menyalakan senjata udara dan menggembungkan rompi kehidupan.

Mereka awalnya dikembangkan oleh Crosman Corporation dan dipasarkan dengan nama "Powerlet".

Kartrid Powerlet diisi dengan CO2 mungkin karena itu adalah gas yang paling cocok. Alasan yang bisa saya pikirkan adalah:

CO2 berubah menjadi cairan dengan tekanan yang relatif rendah dibandingkan dengan gas lainnya - cairan lebih padat daripada gas sehingga jumlah CO2 yang berguna dapat masuk ke dalam wadah kecil.
Wadah mudah dan murah untuk menahan tekanan yang dibutuhkan
CO2 murah dan mudah dibuat (walaupun mungkin tidak ramah lingkungan).
CO2 lembam, tidak akan bereaksi dengan bahan wadah. Ini tidak mudah terbakar tetapi memanaskan kartrid mungkin bukan ide yang baik.

Pembaruan atas jawaban saya karena muncul kembali di halaman utama karena beberapa alasan.

Kartrid CO2 tidak diisi dengan CO2 terkompresi, mereka diisi dengan CO2 cair . Itu harus dilakukan untuk mendapatkan cukup dari barang-barang di dalam kartrid agar bermanfaat. Kartrid tidak sepenuhnya terisi, dan tekanan gas di ruang tersebut pada dasarnya konstan (tekanan uap) selama masih ada sisa CO2 cair.

Anda tidak dapat memasukkan udara cair ke dalam kartrid karena terdiri dari nitrogen, oksigen, uap air, dan CO2, yang semuanya memiliki titik didih berbeda. Faktanya, C02 berubah menjadi padatan sebelum nitrogen berubah menjadi cair.

— Perangkat Argenti
sumber

1,2 dan 4 adalah alasan yang bagus, tetapi apakah membuat CO2 lebih murah daripada menyalakan kompresor udara untuk mengompres udara ke dalam kartrid?

— Tooniis

Jelas menggunakan udara atmosfer tidak cocok, karena kita tidak melihat produk udara bertekanan 'kaleng' (bayangkan kaleng gas terkompresi untuk menghilangkan debu dari keyboard, yang sebenarnya diisi dengan refrigeran) mungkin Anda harus mengajukan pertanyaan ini di Physics Stack Exchange situs

— Argenti Apparatus

Ada juga masalah uap air dalam pembekuan udara terkompresi ketika wadahnya ditekan.

— mikes

FWIW ini mengatakan Dalam hampir semua kasus, karbon dioksida yang ditangkap dan dimurnikan untuk aplikasi komersial akan dibuang ke atmosfer pada titik produksi jika tidak diperoleh kembali untuk transportasi dan penggunaan yang bermanfaat di lokasi lain. (Mengenai poin # 3 dalam tanda kurung.)

— Mr.Wizard

Mengubah CO2 menjadi cairan pada tekanan yang relatif rendah memberinya semacam efek mengatur diri sendiri. Tekanan gas di atas cairan tetap stabil sampai cairan hilang. Ini tidak secara langsung menjelaskan mengapa mereka digunakan untuk ban, tetapi menjelaskan mengapa mereka digunakan pada senapan angin, yang membuat mereka murah dan berlimpah untuk penggunaan lainnya.

— Kevin Krumwiede

Saya yakin Anda akan menemukan artikel ini informatif:

Pada suhu kamar (di bawah suhu kritis 31 ° C / 87,8 ° F), botol CO ₂ praktis dapat diatur sendiri. Ini tidak dimungkinkan dengan udara tekan sederhana. Anda akan membutuhkan botol "udara bertekanan tinggi" yang lebih besar, lebih kuat, lebih berat dengan pengatur (dan biaya serta kompleksitas yang terkait) untuk melayani fungsi yang sama.

Ini membuat CO ₂ jauh lebih cocok untuk kit perbaikan sepeda karena:

ukuran kecil
berat badan rendah
biaya rendah
reliabilitas (kesederhanaan)

Video karbon dioksida superkritis ini memberikan jendela yang menarik (baik harfiah maupun kiasan) ke dalam perilaku fase yang dijelaskan dalam artikel di atas:

— Tuan Wisaya
sumber

Apakah ini berarti bahwa kartrid CO2 tidak berfungsi dengan benar di atas 31 ° C? Itu bukan suhu yang sangat tinggi.

— David Richerby

@ David Ini berarti bahwa tekanan mulai meningkat secara substansial di sekitar titik itu. Untuk inflasi ban, ini seharusnya tidak menjadi masalah dengan asumsi inflator itu sendiri dirancang dengan baik, namun ada batasan pada suhu sekitar di mana kartrid dapat dibuka dengan aman, yang saya percaya diberikan sebagai 120 ° F (dikutip dalam detik). artikel). Ini juga menunjukkan foto burst cartridge dengan tulisan "Powerlet pecah oleh paparan suhu 180 ° F dalam uji pabrikan" jadi saya berasumsi ada margin keselamatan yang sehat termasuk dalam spesifikasi 120 ° F.

— Mr.Wizard

@ David Secara praktis, suhu dingin cenderung menjadi masalah karena kartrid akan sangat lambat saat dingin. Solusi sederhana adalah dengan menyimpannya di samping tubuh Anda.

— Mr.Wizard

Ya, secara praktis, saya akan lebih rusak parah karena terkena suhu lebih dari 120 ° F daripada kartrid. :-D

— David Richerby

@ Swifty Into Tri adalah organisasi Inggris dan pada hari berawan seperti itu, suhunya tidak akan di atas 25C / 75F, dan peristiwa ini biasanya di pagi hari ketika setidaknya beberapa derajat lebih dingin. Dengan asumsi video baru-baru ini, suhunya mencapai 33C / 91F beberapa akhir pekan lalu, tapi itu adalah hari yang cerah, jadi tidak ketika video diambil. Inggris tidak pernah mendekati 120F: rekornya adalah 101F (38C). Singkat cerita, tidak tahu mengapa kartrid itu meledak tetapi itu tidak panas. (Sebenarnya, gumpalan uap menunjukkan bahwa itu bocor, bukannya meledak.)

— David Richerby

Ini menjelaskan sebagian alasan mengapa terlalu banyak detail: http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch4/deviation5.html Jika Anda akan membacanya, bacalah materi dimulai setelah daftar tabel "Konstanta van der Waals untuk Berbagai Gas". Ini menghitung bahwa mengompresi CO ₂ dari 1 Liter menjadi 0,2 Liter menggunakan Hukum Gas Ideal (yang akan hampir benar untuk udara) "tekanan harus ditingkatkan menjadi 112 atm" tetapi untuk CO ₂(pada 0 ° C) "Persamaan van der Waals, bagaimanapun, memprediksi bahwa tekanan hanya akan meningkat menjadi 52,6 atm". Tekanan ini jauh lebih sedikit untuk volume gas yang sama (pada tekanan atmosfer normal). Pikirkan tentang aspek keamanan: wadah untuk ini tidak perlu sekuat (semahal) seperti wadah untuk std yang sama. volume udara. Dari segi ekonomi dan keamanan, ini tidak perlu dipikirkan lagi.

— redrubberball
sumber