Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ βενζίνης και ντίζελ;

Το ντίζελ και η βενζίνη προέρχονται από αργό πετρέλαιο, αλλά το ντίζελ είναι πιο αποδοτικό και κατάλληλο για σταθερή κίνηση, επειδή είναι πιο πυκνό και αναφλέγεται πιο αργά από τη βενζίνη. Οι κινητήρες ντίζελ είναι επίσης πιο ανθεκτικοί και βαρύτεροι από τους βενζινοκινητήρες, αλλά απαιτούν περισσότερη συντήρηση.

Τόσο η βενζίνη όσο και το ντίζελ προέρχονται από αργό πετρέλαιο που έχει στριμωχτεί βαθιά στα έγκατα του πλανήτη μας. Και τα δύο είναι εξίσου πανταχού παρόντα:το ντίζελ τροφοδοτεί μεγαλύτερους κινητήρες, όπως αυτούς των φορτηγών, των σκαφών και των γερανών, ενώ η βενζίνη τροφοδοτεί μικρότερους κινητήρες, όπως αυτούς των αυτοκινήτων και των ποδηλάτων. Αναρωτηθήκατε ποτέ γιατί συμβαίνει αυτό; Επίσης, τι είναι αυτό με το ντίζελ που το κάνει πιο αποτελεσματικό και κατάλληλο για σταθερή κίνηση, ενώ η βενζίνη προκαλεί συχνά επιτάχυνση με τράνταγμα στους ώμους;

Και τα δύο καύσιμα είναι εξίσου πανταχού παρόντα επειδή και τα δύο καύσιμα είναι εξίσου σημαντικά. Το καθένα έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Η κατανόηση της διαφοράς μεταξύ των καυσίμων θα αποκαλύψει αυτές τις διάφορες πτυχές και τις απαντήσεις στα παραπάνω ερωτήματα.

Η διαφορά μεταξύ ντίζελ και βενζίνης

Το αργό πετρέλαιο είναι ένας τυχαίος συνδυασμός υδρογονανθράκων. Αυτά τα μόρια υδρογόνου και άνθρακα σχηματίζουν είτε μακριές, γραμμικές αλυσίδες είτε δακτυλίους που ονομάζονται κυκλικές ενώσεις. Το σημείο βρασμού μιας αλυσίδας ή δακτυλίου είναι ανάλογο με το μέγεθός της. Αυτό είναι προφανές, καθώς το σπάσιμο μιας μακριάς, εκτεταμένης αλυσίδας μορίων είναι πιο επίπονο από το σπάσιμο μιας μικρής ή πενιχρής αλυσίδας μορίων. Μπορούμε να εκμεταλλευτούμε αυτήν την ιδιότητα για να τελειοποιήσουμε το λάδι ή διαχωρίστε τις αλυσίδες μεταξύ τους.

(Πίστωση εικόνας:Flickr)

Κλασματική απόσταξη

Το εξαγόμενο αργό πετρέλαιο χύνεται πρώτα σε έναν τεράστιο κλίβανο. Ο κλίβανος ή η στήλη στη συνέχεια θερμαίνεται. Η θέρμανση αποστάζει το αργό πετρέλαιο και αυτή η διαδικασία ονομάζεται κλασματική απόσταξη γιατί, όπως υποδηλώνει το όνομα, προκαλεί την κλασματοποίηση του αργού πετρελαίου. Κάθετα, διαφορετικές περιοχές του κλιβάνου υπόκεινται σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Η θερμοκρασία, η οποία είναι η χαμηλότερη στο κεφάλι του, αυξάνεται καθώς κινούμαστε προς τα πόδια του, όπου βρίσκεται στο μέγιστο.

Θυμηθείτε ότι οι μακρύτερες αλυσίδες είναι πιο δύσκολο να σπάσουν από τις πιο κοντές αλυσίδες. Επομένως, η υποβολή των διαφορετικών περιοχών του κλιβάνου σε διαφορετικές θερμοκρασίες μας επιτρέπει να εξάγουμε αλυσίδες άνθρακα και δακτυλίους διαφορετικού μήκους από το λάδι. Στη συνέχεια, η κλασματοποίηση μας επιτρέπει να εξάγουμε διάφορα καύσιμα από το αργό πετρέλαιο.

Στην κορυφή του κλιβάνου, λαμβάνονται ελαφρύτερες αλυσίδες άνθρακα ή καύσιμα που παρουσιάζουν χαμηλότερα σημεία βρασμού 40-205℃, όπως το υγραέριο και η βενζίνη, ενώ στη μέση, επιτυγχάνονται πυκνότερα καύσιμα που παρουσιάζουν υψηλότερα σημεία βρασμού 250-350℃, όπως ως ντίζελ. Στο κάτω μέρος του βαρελιού, λαμβάνονται οι πιο πυκνές ενώσεις, όπως λιπαντικά.

Είναι πλέον προφανές γιατί η βενζίνη μπορεί να προκαλέσει επιτάχυνση που προκαλεί τράνταγμα στους ώμους:ως συνέπεια του ότι είναι πολύ ελαφρύτερο, αναφλέγεται πολύ πιο γρήγορα από ό,τι το πυκνό καύσιμο ντίζελ. Ωστόσο, ως συνέπεια του ότι είναι πιο πυκνό, το ντίζελ συσκευάζει περισσότερους υδρογονάνθρακες και επομένως περισσότερη ενέργεια ανά μονάδα όγκου από ό,τι η βενζίνη.

Τυπικά, η βενζίνη περιλαμβάνει μια επαναλαμβανόμενη αλυσίδα που δεν υπερβαίνει τα εννέα άτομα άνθρακα, ενώ οι αλυσίδες που αποτελούν το ντίζελ περιέχουν τουλάχιστον δεκατέσσερα άτομα άνθρακα. Το ντίζελ δεν μπορεί να εξατμιστεί τόσο γρήγορα όσο η βενζίνη, αλλά όντας πιο κολλώδες (για την παχύρρευστη, λιπαρή υφή του ονομάζεται συχνά πετρέλαιο ντίζελ), συσκευάζει μόνο 132 x 106 J ανά γαλόνι, ενώ η βενζίνη συσκευάζεται 155 x 106 J ανά γαλόνι. Συνεπώς, τα οχήματα που τροφοδοτούνται με πετρέλαιο ντίζελ είναι πιο προσανατολισμένα σε χιλιόμετρα από τα οχήματα που τροφοδοτούνται με βενζίνη.

Ωστόσο, ενώ ένα φορτηγό μπορεί να μην παράγει συγκλονιστικές στροφές ανά λεπτό, παράγει εκπληκτική ροπή και επομένως ισχύ – την ικανότητα να μετακινεί τεράστια φορτία. Η αδυναμία ενός μικρότερου οχήματος να παράγει τέτοια ηρακλή ροπή αποδίδεται στον κινητήρα του. Η λειτουργία ενός κινητήρα ντίζελ είναι σημαντικά διαφορετική από αυτή ενός βενζινοκινητήρα.

(Πίστωση εικόνας:Wikimedia Commons/Pxhere)

Η βενζίνη αναφλέγεται πιο εύκολα από το ντίζελ. Ανάψτε ένα σπίρτο και ρίξτε το σε μια λακκούβα βενζίνης και δείτε πώς ανάβει σχεδόν ακαριαία. Αυτός είναι ο λόγος που οι βενζινοκινητήρες χρησιμοποιούν μπουζί. Σε έναν βενζινοκινητήρα, το μείγμα αέρα και βενζίνης συμπιέζεται από ένα έμβολο και στη συνέχεια αναφλέγεται από έναν σπινθήρα. Ένα καύσιμο ντίζελ, ωστόσο, δεν είναι τόσο εύφλεκτο. Σε έναν κινητήρα ντίζελ, πρώτα συμπιέζεται ο αέρας και στη συνέχεια εγχέεται το ντίζελ. Ο πεπιεσμένος αέρας καίγεται και ο αέρας σε έναν κινητήρα ντίζελ συμπιέζεται τόσο έντονα που το καύσιμο ντίζελ αναφλέγεται αμέσως μόλις εγχυθεί.

Η σταθερή ανάφλεξη απαιτεί περισσότερη συμπίεση, η οποία παράγει περισσότερη θερμότητα και επομένως μεγαλύτερη ικανότητα εκτέλεσης εργασιών. Η σταθερή ανάφλεξη έχει ένα άλλο πλεονέκτημα:διασφαλίζει τη μόχλευση του καυσίμου. Η ποσότητα της χημικής ενέργειας που μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια από έναν κινητήρα ντίζελ είναι πολύ μεγαλύτερη από την ποσότητα που μετατρέπεται από έναν βενζινοκινητήρα. Κατά συνέπεια, η απόδοση ενός κινητήρα ντίζελ είναι πολύ μεγαλύτερη από την απόδοση ενός κινητήρα βενζίνης.

Ωστόσο, για να δημιουργήσει και να διατηρήσει τόσο μεγάλη ροπή, ένας κινητήρας πρέπει να έχει μεγάλη αντοχή. Οι κινητήρες ντίζελ είναι επομένως σχετικά πιο στιβαροί και βαρύτεροι. Το πρόβλημα είναι, όσο πιο βαρύς είναι ο εξοπλισμός, τόσο μεγαλύτερη είναι η ένταση των κραδασμών του. Η έντονη δόνηση το καθιστά πιο επιρρεπές σε φθορά. Κατά συνέπεια, οι κινητήρες ντίζελ απαιτούν γενικά περισσότερη συντήρηση από τους βενζινοκινητήρες. Επιπλέον, οι κινητήρες ντίζελ, ως αποτέλεσμα της μάζας τους, βρίσκονται συνεχώς κολλημένοι σε έναν φαύλο κύκλο. Με τη μεγάλη μάζα έρχεται μεγάλη αντίσταση στην κίνηση ή αδράνεια, επομένως ο κινητήρας ντίζελ πρέπει να επιτύχει μεγαλύτερη συμπίεση για να δημιουργήσει μεγαλύτερη ροπή για να μετακινήσει αυτή τη μάζα. Ωστόσο, για να δημιουργήσει και να διατηρήσει αυτή τη μεγαλύτερη ροπή, απαιτούνται ακόμη βαρύτερα εξαρτήματα, τα οποία, φυσικά, αυξάνουν τη μάζα του!

Επιπλέον, η καύση του ντίζελ παράγει πυκνό καπνό, ή αυτό που ονομάζεται αιθαλομίχλη και αιθάλη - μαύρα σωματίδια που γεννιούνται από μερική καύση. (Να θυμάστε ότι, σύμφωνα με τον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής, ένας κινητήρας μπορεί να είναι πολύ αποδοτικός, αλλά όχι πλήρως αποτελεσματική.) Η αιθαλομίχλη είναι αυτή που προκαλεί την όξινη βροχή, ενώ η αιθάλη είναι επιζήμια για τα μάτια και το δέρμα μας, αλλά το πιο ανησυχητικό είναι ότι μπορεί να αποδειχθεί θανατηφόρα εάν εισπνευστεί. Φυσικά, δεν πρέπει να επιλέξουμε βενζίνη; Βασικά, όχι ακριβώς. Η βενζίνη είναι εξίσου επιζήμια. Για την παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα και μονοξειδίου του άνθρακα κατά την καύση, η βενζίνη υφίσταται παγκόσμιο μίσος ως η κύρια αιτία της υπερθέρμανσης του πλανήτη.

(Φωτογραφία:Pixabay)

Ωστόσο, τα καύσιμα, παρά την περιβόητη φήμη τους, είναι απαραίτητα για εμάς. Και οι τρεις τομείς της οικονομίας και της βιομηχανίας —πρωτογενής, δευτερογενής και τριτογενής— θα καταστραφούν χωρίς ντίζελ. Τροφοδοτεί γεωργικά μηχανήματα, βιομηχανικά μηχανήματα, φορτηγά, γερανούς, μέσα μαζικής μεταφοράς και κάθε άλλη μηχανή μεγάλης κλίμακας που μπορείτε να ονομάσετε. Η βενζίνη είναι αυτό που τροφοδοτεί με καύσιμα καμπίνες, αυτοκίνητα, μικρά σκάφη και κάθε μικρό όχημα που μπορείτε να ονομάσετε.

Έχοντας αυτό υπόψη, οι μηχανικοί αναζητούν καινοτομίες σε τεχνολογίες που αφορούν τόσο τη διύλιση του λαδιού όσο και τους κινητήρες που καίνε το καύσιμο που προμηθεύτηκε. Μετά την εξαγωγή του ντίζελ, καθαρίζεται από ενώσεις, η καύση των οποίων παράγει άζωτο και θείο - αέρια που προκαλούν όξινη βροχή. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται δικαίως κάθαρση. Οι καινοτομίες στην κατασκευή βενζινοκινητήρων περιλαμβάνουν μονάδες που απορροφούν ή, τουλάχιστον, μετριάζουν τις εκπομπές άνθρακα. Οι κινητήρες ντίζελ, επειδή δονούνται έντονα, είναι τραχύς και επομένως επιδεινώνουν την ήδη θλιβερή ηχορύπανση που προκαλείται από τα οχήματα. Ωστόσο, χάρη στις καινοτομίες στον ήχο και τη μηχανολογία, οι κινητήρες είναι πιο αθόρυβοι και απαιτούν λιγότερη συντήρηση σήμερα από ό,τι στο παρελθόν.

Για τους αναγνώστες που αναρωτιούνται γιατί το ντίζελ είναι φθηνότερο από τη βενζίνη, είναι για τον απλούστατο λόγο ότι το ντίζελ είναι ευκολότερο ή φθηνότερο στη διύλιση. (Εικόνα:Wikimedia Flickr/Shutterstock)

Στην πραγματικότητα, οι ραγδαίες τεχνολογικές εξελίξεις - που δεν δείχνουν σημάδια επιβράδυνσης - θα καταστήσουν τελικά το εύφλεκτο καύσιμο ξεπερασμένο. Μια δραματική επανάσταση είναι στην αρχή. Μόλις αρχίσαμε να κάνουμε τζόκινγκ, σύντομα θα αρχίσουμε να κάνουμε σπριντ και μετά θα κάνουμε το άλμα. Το μέλλον δεν είναι εύφλεκτο, αλλά ηλεκτρικό. Οι μεταγενέστεροι θα οδηγήσουν (ή θα πετάξουν;) αυτοκίνητα που είναι κακά καθώς και καθαρό . Ίσως αυτά τα αυτοκίνητα να οδηγήσουν μόνα τους .