Tornar enrrere

C. Energies

Física + Tecno però amb més coses i tal


PDF

L'apartat 1 me'l salto perquè és tecno

2. Fossil fuels

2.1 Fractional distilation

El petroli líquid cru té molts hidrocarburs diferents i de diferents mides i ramificacions. Es volen separ per aquells que tenen una mida semblant així que s'utilitza la destilació de fraccions.

Si es fa evaporar el petroli, primer s'evaporaran els de punt d'ebullició més baix. Com més augmenta la temperatura, més hisdrocarburs més llargs començaran a evaporar-se. Així, es pot pujar gradualment la temperatura i diferents hidrocarburs s'evaporen i després amb aigua es fan condensar. Aquells que s'hagin evaporat a la mateixa temperatura seran de la mateixa fracció.

En un context industrial el que s'utilitza és una columna fraccionaria, que, un cop evaporat tot el petroli, com que com més amunt de la columna ha disminuit gradualment la temperatura, diferents fraccions es trobaran condensant-se a diferent temperatura. Així es poden categoritzar.

2.2 Octane number

Com que a les cambres de combustió els hidrocarburs reaccionen amb l'oxigen per formar CO2 ha d'haver O2 per reaccionar. Si no n'hi ha prou, en comptes de CO2 es forma CO i en teoria no és una cosa guai. Però el problema d'una barreja lean (que no produeix CO, contrari de rich) és que pot combustionar abans d'hora als pistons i no és guai. Quan passa això es diu knocking. Per disminuir la probabilitat s'ha de barrejar la susbtancia.

Per mesurar aquesta probabilitat de knocking s'utilitza l'octane number. Que va del 0 al 100. Per saber l'octane number d'una mostra es compara la màxima compresió pre-ignició entre l'heptà i el 2,2,4-trimetilpentà

Els cotxes cars tenen menys cambra de compressió i per això necessiten més octane number.

2.3 Cracking and reforming

Hi ha hidrocarburs amb molts carbonis però no la idea perquè hi ha més demanda per aquells més curts, per tant es parteixen.

Thermal cracking: cadenes llargues a 800ºC i 70 atm que es refreden ràpidament. Es formen petits alcans i prou llargs alquens. Hi ha molt d'etè també amb el qual es fan polyetens i etanol.

Steam cracking: petits alcans (C<8) barrejat amb vapor a 1400ºC produeixen petits alquens com l'etè. Es redueix el carbó coc. També pot sortir hidrogen.

Catalytic cracking: amb un catalitzador que es diu Zeolites de Al2O3 i SiO2 a només 500ºC produeixen alcans amb moltes branques. Però necessita molt de manteniment perquè produeix una capa de carbó durant la reacció.

Hydrocracking: a 80 atm es barreja amb hidrogen i els catalitzadors anteriors. Es creen alcans ramificats, ciclo-alcans i coses amb benzens. Amb l'hidrogen no es creen alquens.

Izomerització: amb un catalitzador i a prou grans temperatures els alguns alcans passen a estar ramificats. Aquests es separen dels de sola cadena amb un altre catalitzador. Els de cadena tornen a estar sotmesos a aquest procés.

Ciclització i aromatizació: alcans de cadena passen a ciclo-alcans i benzens amb temperatura i catalitzadors i aquestes coses.

2.4 Coal liquefaction

Hidrogenització

De carbó es posen hidrogens i passa a una cadena d'hidrocarburs.

Des de gas

Es fa amb CO i H2

3. Fissió i fusió nuclear

No ens flipem que ja ho hem fet a tecno i física.

3.1 Reactors de fissió

Els normals utilitzen aigua com a moderador. Els moderadors redueixen la velocitat dels neutrons perquè es pugui continuar la reacció en cadena. Hi ha dos circuits d'aigua, el moderador i un altre extern que reb la calor del moderador i fa girar les turbines.

El reactor breeder s'encarrega d'utilitzar els residus del reactor normal que contenen molt d'urani 238 i altres coses nazis. La reacció és la mateixa. L'urani passa a 239 i passa desintegració beta negativa. Per baixar la temperatura utltizen heli. Els seus residos poden tornar a ser utilitzats en la reacció, i els que no tenen una half-life molt petita (<100 anys). El que els fa merda és que produeixen plutoni que després pot ser un little-boy 2. A més, el sodi líquid utiltizat per refredar és com super ultra perillós i inflamable.

3.2 Fusió

Reaccions 1

Aquesta deu ser bonica o algo pels senyors del llibre...

1,1 H + 1,1 H -> 2,1 H + 0,1 e + neutronet electrònic

2,1 H + 1,1 H -> 3,2 He + gamma i tal

3,2 He + 3,2 He -> 4,2 He + 1,1 H + 1,1 H

Reaccions 2

(Crec que aquesta és dels reactors)

2,1 H + 2,1 H -> 3,2 He + 1,0 n

2,1 H + 3,1 H -> 4,2 He + 1,0 n

3.3 Gestió de residos o algo així

Es veu que a la gent no li agrada la radiació nuclear alpha, beta i gamma. El que es fa es barrejar-ho amb vidre i així es pot emegatzemar en algun lloc deixat de la mà de Déu.

4. Energia Solar

4.1 Fotosíntesis

Fotosintesis es que de CO2 i H2O a O2 i C6H12O6 (glucosa).

El tetrapirrol són 4 nitrogens al centre de la clorofila. Fan un dative bond amb el Magnesi II. La idea és que es volen captar fotons de la llum per excitar els electrons i començar la reacció redox ja mencionada. Com que es vol captar el máxim de fotons, doncs estaria molt bé que puguessín justament captar els més freqüents que arriben a la Terra. Però per fer això és necessari el dinotruco del dative bond del magnesi, que per això està i també l'estructura d'enllaços conjugats, què bàsicament és alternar enllaços simples amb dobles.

Els enllaços π són una fusió dels orbitals p, i per alguna raó aquests capten millor els fotons o algo. Per tant, per poder captar els fotons més abundants, és necessari el sistema d'enllaços conjugats però també el tetrapirrol amb el magnesi, que en conjunt deslocalitzen els enllaços π i això és bo suposo.

Ok ja ho he entès, el fet que hi hagi molts enllaços π vol dir que els estats d'esitació concrets baixen d'energia i en el fons és això el que fa que els electrons puguin ser excitats per llum visible. La clorofila-a i la -b tenen diferents espectres d'absorció, per això si s'utiltizen les dues es pot tenir un interval més gros de freqüències. Sobre tot si les plantes viuen en entorns amb menys llum (visible) sigui per exemple, per no poder tolerar rajos UV.

A més, la molècula aquesta té com una cua de carbonis. Aquesta s'utilitza per posicionar la molècula cap a la llum d'idarradiació. El cloroplast té la clorofila enganxada a la seva membrana per aquesta cua. També deu servir per canalitzar l'energia d'aquests fotons cap a un centre on es produeix la reacció de la formació de glucosa.

A la fotosíntesis s'oxida aigua i es redueix el CO2. Però en realitat aquestes semi-reaccions passen a llocs diferents dins el cloroplast.

4.2 Biocombustibles

Es veu que hi ha un fong que a partir de la glucosa produeix etanol i diòxid de carboni. Però en realitat només ho fa amb com un 15< de la glucosa, i l'altre part fa altres productes així que s'ha de filtrar amb destilació.

Hi ha qui diu que aquest etanol és neutre de carboni, però clarament no ha sentit mai el terme d'energia incorporada. Almenys sí que és menys que pura benzina i per això en alguns països es barreja junt amb la benzina.

Els problemes són que ocupa molt d'espai produir tant menjar de conill perquè després no se'l menji ningú, i que té un poder calorífic més petit que la benzina.

Els criptobros que volen diesel doncs ens fan una liada que flipes perquè no podem simplement barrejar etanol amb cadenes de carboni tan llargues com les del diesel per temes de viscositat i volatilitat i pel poder calorific reduït. La solució són els lípids de les plantes. No dels animals perquè els de les plantes tenen insaturacions i això augmenta el seu punt de fusió i el poder calorífic, així que chill. Tristament, això els fa ser super mega com molt heavy viscosos, i no és guai. Així que cal una transesterificació, que vol dir trencar els triglicerits per substutuir els glicerols per OH s, mitjamnçant una reacció amb etanol i un catalitzador d'un pH molt alt o molt baix.

Les coses bones i dolentes del biodiesel són com les del bioetanol, però a més a més, es perd biodiversitat pels pobres orangutans de Borneo, perquè els indonesis i malais talen els arbres per plantar palmeres. Clarament no s'han llegit Un estiu a Borneo.

5. Impacte ambiental

Tema 4 de física, o potser no el 4. La radiació del sol ens arriba a la Terra, principalment la llum visible, perquè l'altre ni ha entrat. Coses de l'albedo sent 0.47 (o 1-0.47 idk) i que la radiació de la terra es infraroja i no visible perquè està a pocs graus celcius. Aquesta infrarroja és reemesa pel CO2 i l'H2O a totes direccions. Incloent altre cop a la Terra.

5.1 Global Dimming

Resulta que hi ha pertícules (black carbon) que fan que es reflecti més llum cap a fora el Sol, i que per tant, baixi la temperatura de la Terra. Això també és un problema xd. I tot i que és una idea fer dimming artificial, pot ser molt perillós perquè no és gens clar què pot passar.

Només les molècules amb dipol magnetic poden absorbir els fotons infra-rojos. Per això el N2 i O2 no però l'aigua sí. El CO2 tampoc té dipols, però pot vibrar d'una manera que es torna asimètric i sí que acaba puguent.

Per saber la temperatura de fa milers d'anys es mira la ratio d'O 18, que és més gran si fa més calor ja que necessita més energia per evaporar-se.

El GWP és com de tan afecta al canvi climàtic. El CO2 té 1 per definició. L'aigua 0.1, El metà té molt gran per arròs i vaques.

El CO2 al mar fa que s'acidifiqui i cada cop capti menys CO2 perquè puja la temperatura.

Per reduir emisions de CO2 a Kyoto van proposar uns credits de CO2 que els països podien comprar i vendre però no era una bona idea segons els EEUU. Una altra idea és posar impostos.