อากาศอัดคืออะไร?

ไม่ว่าคุณจะรู้หรือไม่ก็ตาม อากาศอัดมีส่วนเกี่ยวข้องในทุกแง่มุมของชีวิตของเรา ตั้งแต่ลูกโป่งในงานวันเกิดของคุณไปจนถึงอากาศในยางรถยนต์และจักรยานของเรา อาจเคยใช้ในการสร้างโทรศัพท์ แท็บเล็ต หรือคอมพิวเตอร์ที่คุณกำลังดูสิ่งนี้ด้วยซ้ำ

ส่วนประกอบหลักของอากาศอัดก็คืออากาศ ตามที่คุณอาจเดาได้อยู่แล้ว อากาศเป็นส่วนผสมของก๊าซ ซึ่งหมายความว่าประกอบด้วยก๊าซหลายชนิด ส่วนใหญ่เป็นไนโตรเจน (78%) และออกซิเจน (21%) ประกอบด้วยโมเลกุลอากาศต่างๆ ซึ่งแต่ละโมเลกุลมีพลังงานจลน์จำนวนหนึ่ง

อุณหภูมิของอากาศเป็นสัดส่วนโดยตรงกับพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลเหล่านี้ ซึ่งหมายความว่าอุณหภูมิของอากาศจะสูงหากพลังงานจลน์เฉลี่ยมีมาก (และโมเลกุลของอากาศเคลื่อนที่เร็วขึ้น) อุณหภูมิจะต่ำเมื่อพลังงานจลน์มีน้อย

การอัดอากาศทำให้โมเลกุลเคลื่อนที่เร็วขึ้น ส่งผลให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "ความร้อนของการอัด" การอัดอากาศหมายถึงการบังคับให้อากาศเข้าไปในพื้นที่ขนาดเล็ก และเป็นผลให้โมเลกุลเข้าใกล้กันมากขึ้น พลังงานที่ปล่อยออกมาเมื่อทำเช่นนี้จะเท่ากับพลังงานที่ต้องใช้ในการบังคับอากาศให้เข้าไปในพื้นที่ขนาดเล็ก กล่าวอีกนัยหนึ่งคือเก็บพลังงานไว้ใช้ในอนาคต

ลองใช้บอลลูนเป็นตัวอย่าง เมื่อพองบอลลูน อากาศจะถูกบังคับให้มีปริมาตรน้อยลง พลังงานที่มีอยู่ในอากาศอัดภายในบอลลูนเท่ากับพลังงานที่จำเป็นในการขยายบอลลูน เมื่อเราเปิดบอลลูนแล้วอากาศถูกปล่อยออกมา มันจะกระจายพลังงานนี้ออกไปและทำให้มันปลิวออกไป นี่เป็นหลักการสำคัญของคอมเพรสเซอร์แบบดิสเพลสเมนต์เชิงบวกด้วย

อากาศอัดเป็นสื่อที่ดีเยี่ยมในการจัดเก็บและส่งพลังงาน มีความยืดหยุ่น อเนกประสงค์ และปลอดภัยเมื่อเทียบกับวิธีการกักเก็บพลังงานอื่นๆ เช่น แบตเตอรี่และไอน้ำ แบตเตอรี่มีขนาดใหญ่และมีอายุการใช้งานจำกัด ในทางกลับกัน Steam นั้นไม่คุ้มค่าและไม่เป็นมิตรต่อผู้ใช้ (มันร้อนจัด)