گاز دی اکسید کربن

گاز دی اکسید کربن

گاز دی اکسید کربن

گاز دی اکسید کربن CO2 گازی است بی رنگ، بی بو، در غلظت های بالا سمی و دارای بوی تندی است. گاز دی اکسید کربن CO2 در حضور رطوبت گازی خورنده می باشد و همچنین می تواند بصورت محلول در آب باشد. گاز دی اکسید کربن CO2 در دماهای بالا با بسیاری از مواد واکنش نشان می دهد. گاز دی اکسید کربن CO2 چگال تر از هواست که این ویژگی مهمی محسوب می شود و از این خاصیت می توان بعنوان واکنش دهنده در برخی از فرآیندهای شیمیایی استفاده کرد. دی اکسید کربن خشک، غیرخورنده است اما دی اکسید کربن مرطوب، کمی خاصیت خورندگی دارد. در غلظت های بالا از یخ خشک برای تولید دی اکسید کربن جامد استفاده می کنند.

همانگونه که گفته شد دی‌اکسید کربن (CO2) گازی بی ‌رنگ با بوی نسبتا تند و طعمی تقریبا ترش است. این گاز یکی از مهم‌ ترین گازهای گلخانه ‌ای مرتبط با گرم‌ شدگی جهانی است، اما جزئی از اساسی‌ ترین مؤلفه‌ های جو زمین (حدود ۳ قسمت در هزار) محسوب می ‌شود. این گاز از احتراق مواد حاوی کربن، در تخمیر و در تنفس حیوانات تولید می‌ شود و توسط گیاهان در فتوسنتز کربوهیدرات ها استفاده می ‌شود. حضور این گاز در جو باعث می ‌شود که بخشی از انرژی تابشی که زمین از فضا دریافت می ‌کند به فضا بازگردانده نشود، به همین دلیل اثر گلخانه ‌ای از خود می گذارد. از نظر صنعتی، این گاز برای بسیاری از کاربرد های متنوع از گازهای زائدی که از گازهای دودکش، به عنوان فرآورد های جانبی از تهیه هیدروژن برای سنتز آمونیاک، از کوره‌ های آهک و از منابع دیگر به دست می ‌آید، بازیابی می ‌شود.

مشخصات فنی:

گاز دی اکسید کربن CO2 گازی بی رنگ، بی بو، سنگین تر از هوا، دارای مزه اسیدی، و تحت فشار این گاز مایع می شود و همچنین قابل حل در آب است. گاز دی اکسید کربن CO2 دارای دانسیته بیشتری نسبت به هوا است و این خاصیت باعث می شود بتوان از آن در برخی فرآیندهای شیمیایی استفاده کرد. گاز دی اکسید کربن CO2 در غلظت های بالا گازی سمی است و در حضور رطوبت خاصیت خورندگی دارد. بطور صنعتی گاز دی اکسید کربن CO2 از طریق فرآیند تخمیر یا بعنوان یک محصول جانبی در فرآیند تولید صنعتی آمونیاک به دست می آید.

اطلاعات کاملتر گاز دی اکسید کربن CO2 در جدول مشخصات فنی می باشد.

گاز دی اکسید کربن ۴.۵گاز دی اکسید کربن ۴نوع گاز 
۹۹.۹۹۵۹۹.۹۹خلوص %
O2  ≤۵
N2  ≤۲۵
CO  ≤۱
Total Hydrocarbon  ≤۱۰
H2  ≤۲
H2O  ≤۷
O2+Ar  ≤۱۰
N2  ≤۵۰
CO  ≤۵
Total Hydrocarbon  ≤۱۵
H2  ≤۵
H2O  ≤۱۵
 
ناخالصی ppm
دارد.گواهینامه آنالیز
۵۰ لیتر۵۰ لیتر – ۲۰ لیترحجم سیلندر 
۳۰۳۰وزن گاز به کیلوگرم
گاز مایع – خفه کنندهمشخصات فنی 
  – 78.5   °Cنقطه جوش
CO2نشان شیمیایی

موارد مصرف:

گاز دی اکسید کربن CO2 مصارف زیادی دارد. از گاز دی اکسید کربن CO2 برای جوشکاری فولاد، جوشکاری کربن،  آلیاژهای فولادی و فولاد ضد زنگ استفاده می شود. همچنین گاز دی اکسید کربن CO2 بعنوان گازی محافظ در برش پلاسما، تولید فلزات، در تولید نوشابه های گازدار، در توزیع محصولات غذایی و آشامیدنی، در بسته بندی مواد غذایی، بصورت مایع در فرآیند سرد کردن و فریز کردن مواد غذایی، در پزشکی و در آب و فاضلاب استفاده می شود.

گاز دی اکسید کربن

نکات ایمنی:

گاز دی اکسید کربن CO2 در غلظت های بالا می تواند باعث خفگی و حتی مرگ شود. دی اکسید کربن CO2 در حالت گاز باعث یخ زدگی شدید و در حالت مایع باعث سوختگی شدید می شود. در محیطی که گاز دی اکسید کربن CO2 منتشر شده، نباید هوایی استنشاق شود چون می تواند منجر به خفگی و مرگ شود. گاز دی اکسید کربن CO2 کمی هم خاصیت خورندگی دارد. کپسول گاز دی اکسید کربن نبایستی سوراخ شود و یا در معرض آتش قرار گیرد، برای استفاده باید در مکانی خنک و دارای تهویه مناسب و بدور از هرگونه مواد قلیایی و اسیدی قرار گیرد.

در هنگام استفاده از گاز دی اکسید کربن CO2 حتما بایستی از پوشش کامل و عینک استاندارد استفاده شود چون گاز دی اکسید کربن CO2 باعث آسیب رساندن به شش ها، ریه و چشم  و همچنین احساس سوزش در بینی و گلو می شود.

دی ‌اکسید کربن برای یخچال، در فعالیت های آتش ‌نشانی، برای باد کردن جلیقه های نجات، منفجر کردن زغال، برای ساخت لاستیک و پلاستیک‌ ها، ترویج رشد گیاهان در گلخانه ‌ها، برای ایموبیلیزه کردن حیوانات قبل از کشتار و در نوشیدنی‌ های گازدار استفاده می‌شود. در ادامه مطلب بیشتر به کاربردهای آن می پردازیم.

گاز دی اکسید کربن

اگر درباره قابل اشتعال بودن این گاز می پرسید، منیزیمی که مشتعل شده باشد، همچنان در دی ‌اکسید کربن سوخته می ‌شود، اما بسیاری از مواد با این گاز نمی سوزند! این گاز در زمانی برای انسان خطر آفرین خواهد بود که در زمان طولانی در مکانی با غلظت ۵ درصدی دی اکسید کربن تنفس شود. در این شرایط فرد به احتمال زیاد دچار بی هوشی و سپس مرگ می شود.

تاریخچه ای کوتاه از گاز دی اکسید کربن

دی‌ اکسید کربن به عنوان یک گاز متفاوت از دیگر گازها در اوایل قرن هفدهم توسط شیمی ‌دان بلژیکی، یان باتیستا ون هلمونت، شناخته شد که آن را به عنوان محصول تخمیر و احتراق مشاهده کرد. این گاز تحت فشار به ۷۵ کیلوگرم بر سانتی ‌متر مربع (۱,۰۷۱ پوند بر اینچ مربع) در ۳۱ درجه سانتی‌ گراد (۸۷.۴ درجه فارنهایت) یا به ۱۶-۲۴ کیلوگرم بر سانتی‌ متر مربع (۲۳۰-۳۴۵ پوند بر اینچ مربع) در دمای -۲۳ تا -۱۲ درجه سانتی‌ گراد (-۱۰ تا ۱۰ درجه فارنهایت) مایع می ‌شود. تا نیمه قرن بیستم، دی ‌اکسید کربن بیشتر به عنوان مایع فروخته می ‌شد. اگر این مایع به فشار جوی وارد شود، خنک شده و به صورت برفی جامد که به آن یخ خشک می گوییم تبدیل می شود.

در دماهای معمول، دی ‌اکسید کربن به طور قابل ملاحظه ‌ای واکنش نشان نمی ‌دهد؛ بالاتر از ۱۷۰۰ درجه سانتی‌ گراد (۳۱۰۰ درجه فارنهایت) به صورت جزئی به کربن‌ مونو اکسید و اکسیژن تجزیه می ‌شود. هیدروژن یا کربن نیز در دماهای بالا آن را به کربن ‌مونواکسید تبدیل می ‌کنند. آمونیاک در فشار با دی ‌اکسید کربن وارد واکنش می ‌شود و کربامات آمونیم و سپس اوره، یکی از مؤلفه ‌های مهم کودها و پلاستیک‌ ها را تشکیل می ‌دهد. دی‌ اکسید کربن به مقدار خیلی کم در آب حل می ‌شود و تشکیل محلولی اسیدی ضعیف را می دهد. (۱.۷۹ حجم در حجم در ۰ درجه سانتی ‌گراد و فشار جوی، مقادیر بیشتر در فشارهای بالاتر). این محلول شامل اسید دی ‌اکسید کربن (H2CO3) است.

چه مقدار دی اکسید کربن در جو وجود دارد؟

غلظت‌ دی ‌اکسید کربن به طور عمده به دلیل سوخت‌ سوزی سوخت ‌های فسیلی است که مردم برای تولید انرژی می ‌سوزانند. سوخت‌ های فسیلی مانند زغال سنگ و نفت شامل کربن هستند که گیاهان آن را از جو از طریق فتوسنتز در طی میلیون‌ ها سال جذب کرده ‌اند؛ ما این کربن را در طی چند صد سال به جو برمی‌گردانیم. نکته نگران کننده این است که از میانه قرن بیستم، میزان انتشارات سالیانه از سوختن سوخت‌ های فسیلی از نزدیک ۱۱ میلیارد تن دی ‌اکسید کربن در سال در دهه ۱۹۶۰ تا تخمینی ۳۶.۶ میلیارد تن در سال، در سال ۲۰۲۳ طبق بودجه کربن جهانی سال ۲۰۲۳ در هر دهه افزایش یافته است.

متخصصان چرخه کربن تخمین می ‌زنند که “مخازن” طبیعی – فرآیندهایی که کربن را از جو حذف می‌ کنند – در زمین و در اقیانوس حدود نصف دی ‌اکسید کربنی که ما در هر سال در دهه ۲۰۱۱-۲۰۲۰ انتشار می ‌دهیم را جذب کرده ‌اند. میزان دی اکسید کربنی که ما هرساله به جو زمین اضافه می کنیم خیلی بیشتر از مقداری است که مخازن طبیعی سعی می کنند از بین ببرند به همین دلیل مقدار کلی دی‌اکسید کربن در جو هر سال افزایش می ‌یابد.

هر چه ما از آنچه فرآیند های طبیعی می ‌توانند در یک سال از بین ببرند بیشتر پیش برویم، سرعت غلظت جوی دی ‌اکسید کربن افزایش می ‌یابد. در دهه ۱۹۶۰، نرخ رشد جهانی دی‌ اکسید کربن در جو حدود ۰.۸ ± ۰.۱ پی ‌پی ‌ام در سال بود. در نیمه قرن بعد، نرخ رشد سالانه سه ‌برابر شد و در دهه ۲۰۱۰ میزان ۲.۴ پی ‌پی ‌ام در سال را به دست آورد. نرخ افزایش سالانه دی‌ اکسید کربن در طول ۶۰ سال گذشته حدود ۱۰۰ برابر سریع‌ تر از افزایش ‌های طبیعی قبلی است، مانند آنچه که در انتهای آخرین دوره یخبندان ۱۱,۰۰۰-۱۷,۰۰۰ سال پیش رخ داد.

موارد استفاده گاز کربن دی اکسید در صنایع مختلف

یکی از کاربردهای عمومی ‌تر دی‌اکسید کربن، به عنوان یک روش حمل انرژی، اغلب به عنوان یک مبرد یا خنک‌ کننده است. این کاربرد نه تنها برای شکل مایع و گازی آن صدق می ‌کند، بلکه برای CO2 جامد، که به عنوان “یخ خشک” معروف است، هم صدق می ‌کند. علاوه بر این، به دلیل ویژگی‌ های غیرفعال خود، که به معنای عدم واکنش با سایر مواد است، از آن به عنوان عامل غیر فعال ‌سازی در صنایع شیمیایی و غذایی استفاده می‌ شود. در نتیجه، می‌ تواند به جلوگیری از اکسیداسیون محصولات در بخش تولیدی کمک کند.

استفاده از گاز دی اکسید کربن در صنایع غذایی

دی‌اکسید کربن در این صنعت دارای کاربردهای فراوانی است.

مشخص ‌ترین آن، گاز مورد استفاده برای کربنه کردن نوشیدنی‌ها، به ویژه نوشابه های گازدار است. این اقدام باعث جلوگیری از رشد باکتری‌ ها و قارچ ‌ها می‌شود.

دی ‌اکسید کربن همچنین می‌تواند برای از بین بردن کافئین در قهوه استفاده شود.

با توجه به ویژگی ‌های خنک‌کننده اش که پیش‌تر اشاره شد، CO2 محصولات غذایی را در حین حمل و نقل خنک نگه می ‌دارد. علاوه بر این، می ‌تواند برای سریع‌ یخ زدن و به همراه اتیلن اکسید، برای استریل‌ سازی سرد مواد غذایی استفاده شود.

علاوه بر این، CO2 پوشش غیر فعال بسیار موثری است که محصولات غذایی را در حین تولید آن‌ ها محافظت می ‌کند، می ‌تواند هوای موجود در فرآوری محصولات را جابجا کند و می‌تواند برای حرکت دهنده یا استخراج محصولات غذایی از ظروفشان استفاده شود.

استفاده از گاز دی اکسید کربن در صنایع کشاورزی

در فرآیند پردازش غلات، دی‌اکسید کربن به سیلوها یا سایر امکانات ذخیره‌ سازی پمپ می‌شود تا حشرات را بکشد و محصولات را حفاظت کند. همچنین، نقش مهمی در تولید برخی از کودها دارد. علاوه بر این، هوا در گلخانه‌ ها می ‌تواند با دی‌ اکسید کربن غنی‌سازی شود تا به محصولات آنجا اجازه داده شود تا قدرت فتوسنتز خود را بهینه کنند.

استفاده از گاز دی اکسید کربن در صنایع تولیدی

در جوشکاری MIG/MAG، دی ‌اکسید کربن به عنوان گاز محافظ معروف استفاده می‌ شود، به این معنا که از جام ‌آور جوش را در برابر اکسایش محافظت می ‌کند. همچنین، با ترکیب با آرگون، دی‌ اکسید کربن برای دستیابی به نرخ جوشکاری بهبود یافته و کاهش نیاز به درمان پس از جوشکاری استفاده می ‌شود.

استفاده از گاز دی اکسید کربن در صنایع شیمیایی و دارویی

مقادیر بسیار زیادی از دی‌ اکسید کربن به عنوان مواد اولیه برای تولید متانول و اوره استفاده می ‌شود.

استفاده از گاز دی اکسید کربن در صنایع آهنگری

دی‌اکسید کربن نه تنها ویژگی‌های ضدزنگ‌زدایی دارد، بلکه می‌تواند برای سخت‌شدن قالب‌های ریخته‌گری استفاده شود که در این صنعت استفاده می‌شوند.

استفاده از گاز دی اکسید کربن در صنایع نفتی

دی‌ اکسید کربن می‌تواند به چاه‌ های نفت پمپ شود تا بهره ‌وری آن‌ ها را بهینه کند. در طول این فرآیند، دی‌ اکسید کربن جزئیاً حل می‌ شود که باعث کاهش چسبندگی نفت و آسان ‌تر شدن استخراج آن از سنگ ‌های زیرین می‌ شود.

استفاده از گاز دی اکسید کربن در صنایع ساخت و ساز

مهره‌ های یخ خشک حاوی دی ‌اکسید کربن برای حذف رنگ از سطوح استفاده می‌ شود. این فرآیند جایگزین شن ‌پاشی است زیرا هزینه های تمیز کاری را کاهش می‌ دهد.

استفاده از گاز دی اکسید کربن در محیط زیست

احتمالاً این مورد برای بسیاری جالب است، خب معمولاً دی‌اکسید کربن به عنوان یکی از عوامل اصلی تغییرات آب و هوا مورد بحث قرار می‌ گیرد. اما از طرفی دیگر در اسپری‌ های هواپاش به عنوان گاز پر کننده این اسپری ها استفاده می‌شود. بله این یک تناقض است اما باید بدانید که در واقع استفاده از گاز دی اکسید کربن برای محیط زیست بسیار بهتر از جایگزین های دیگر این گاز است!

مضرات دی اکسید کربن

دی ‌اکسید کربن (CO2) به عنوان یک گاز طبیعی در جو زمین وجود دارد، اما افزایش غیر طبیعی آن به دلیل فعالیت‌ های انسانی، می ‌تواند به مشکلات و مضراتی منجر شود. در ادامه، مضرات افزایش غیر طبیعی دی ‌اکسید کربن در محیط زیست آورده شده است:

۱. اثر گلخانه‌ ای: دی ‌اکسید کربن یکی از اصلی ‌ترین گازهای گلخانه ‌ای است که موجب افزایش دمای جهانی می ‌شود. این افزایش دما می ‌تواند منجر به تغییرات جوی و اقلیمی نا مناسب شود که به تاثیرات جدی بر زندگی در سطح کره زمین منجر می‌ شود.

۲. تغییرات اقلیمی: افزایش دمای جهانی به علت افزایش دی‌ اکسید کربن می ‌تواند به پدیده‌ هایی مانند گرمایش زمین، سیلاب، خشکسالی، و طوفان‌ های شدید منجر شود که همگی اثرات منفی بر زندگی انسانی و محیط زیست دارند.

۳. تغییرات در اکوسیستم: افزایش دی ‌اکسید کربن می ‌تواند به اسیدی شدن اقیانوس‌ ها منجر شود که اثراتی بر زندگی دریایی و اکوسیستم‌ های مرتبط دارد. همچنین، این افزایش می ‌تواند منجر به تغییرات در گیاهان، جانوران، و سایر ارگانیسم‌ های زنده شود که بر تنوع زیستی و تعادل اکوسیستم‌ ها تأثیر می‌گذارد.

۴. اثرات بر سلامتی انسان: غلظت‌ های بالای دی ‌اکسید کربن در هوا می ‌تواند منجر به مشکلات سلامتی انسانی مانند عدم تمرکز، سردرد، افسردگی، ضعف عضلانی، و در موارد شدید ‌تر، مرگ ناگهانی شود.

۵. تأثیرات بر کشاورزی: تغییرات در شرایط اقلیمی به عنوان نتیجه افزایش دی ‌اکسید کربن می‌ تواند به کاهش عملکرد محصولات کشاورزی، کاهش کیفیت خاک، و افزایش نیاز به آب در کشاورزی منجر شود که همه این امور به تأثیرات اقتصادی و اجتماعی بر جوامع می ‌انجامد.

با این حال، دی ‌اکسید کربن نیز در برخی موارد از فایده های زیادی برخوردار است، مانند استفاده در فتوسنتز گیاهان و تولید مواد غذایی. اما افزایش نامتعادل آن در محیط زیست به مشکلات و مضراتی که ذکر شد، منجر می ‌شود.

چرا وجود گاز کربن دی اکسید برای زمین اهمیت دارد؟

دی‌اکسید کربن، مهم‌ترین گاز گلخانه‌ای زمین است: یک گاز که حرارت را جذب و انتشار می‌دهد. برخلاف اکسیژن یا نیتروژن (که بیشتر از جو زمین را تشکیل می‌دهند)، گازهای گلخانه‌ای حرارتی که از سطح زمین به آن می‌رسد را جذب کرده و آن را در همه جهات، از جمله به سمت سطح زمین، انتشار می‌دهند. بدون دی‌اکسید کربن، اثر گلخانه‌ای طبیعی زمین به اندازه کافی قوی نبود که میانگین دمای سطح جهان را بالای نقطه انجماد نگه دارد. با افزودن بیشتر دی‌اکسید کربن به جو، مردم اثر گلخانه‌ای طبیعی را تقویت می‌کنند، که باعث افزایش دمای جهان می‌شود. به گفته مشاهدات از طرف آزمایشگاه مانیتورینگ جهانی NOAA، در سال ۲۰۲۱، دی‌اکسید کربن به تنهایی مسئول حدود دو سوم از تأثیر گرمایشی کلی تمامی گازهای گلخانه‌ای تولید شده توسط انسان بود.

یک دلیل دیگر اهمیت دی‌اکسید کربن در سیستم زمین این است که این گاز دقیقا مانند حباب ‌های گاز در یک بطری نوشابه، درون اقیانوس ها حل می‌شود. این حباب های حل شده در آب، با مولکول‌ های آب واکنش داده و اسید کربنی تولید می‌کند و pH اقیانوس را کاهش می‌دهد (و اسیدیته آن را افزایش می‌ دهد). از ابتدای انقلاب صنعتی، pH آب‌ های سطحی اقیانوس از ۸.۲۱ به ۸.۱۰ کاهش یافته است. این کاهش در pH به اسم “ازدیاد اسیدیته اقیانوس” شناخته می ‌شود.

گاز کربن دی اکسید چگونه تولید می شود

دی‌اکسید کربن (CO2) یک گاز بی‌رنگ است که در جو زمین وجود دارد و نقش بسیار مهمی در برقراری تعادل حرارتی زمین دارد. این گاز به طور طبیعی و در نتیجه فرآیند های مختلفی تولید می‌شود. یکی از اصلی‌ ترین منابع تولید دی‌ اکسید کربن، سوخت ‌های فسیلی مانند نفت، گاز طبیعی و زغال است. هنگامی که این سوخت ‌ها سوخته می‌ شوند، دی‌ اکسید کربن به عنوان یکی از محصولات فرعی تولید می‌ شود.

از طرفی دیگر، تنفس حیوانات و موجودات زنده دیگر نیز منجر به تولید دی‌اکسید کربن می ‌شود. در این فرآیند، هنگامی که حیوانات اکسیژن را تنفس می‌ کنند، دی‌اکسید کربن از بدن آن‌ها به جو زمین دفع می ‌شود. علاوه بر این، فرآیندهای طبیعی مانند آتش‌سوزی جنگل‌ ها و انقراض جانوران نیز به تولید این گاز می ‌انجامد.

در ضمن، فرآیندهای صنعتی نیز یکی از منابع تولید دی ‌اکسید کربن هستند. به عنوان مثال، تولید سیمان، آهن و فولاد، تولید انرژی از منابع فسیلی و سوخت‌ های فسیلی، فرآیندهای شیمیایی و … همگی به تولید دی ‌اکسید کربن منجر می شوند.

به طور خلاصه، دی ‌اکسید کربن به صورت طبیعی و از طریق فرآیندهای مختلف از جمله سوخت‌ سوزی، تنفس حیوانات، فرآیندهای صنعتی و فرآیندهای طبیعی تولید می ‌شود و به مقدار خیلی زیادی در جو زمین وجود دارد.

نام دیگر گاز دی اکسید کربن در جدول

در جدول ، دی‌اکسید کربن معمولاً با نام “کربن دی‌اکسید” یا “اکسید کربن” شناخته می‌شود و علامت اختصاری دی‌اکسید کربن در شیمی CO2 است.

دی اکسید کربن در بدن چیست

در بدن، دی‌اکسید کربن یا CO2، یک محصول طبیعی از فرآیند تنفس است. هنگامی که ما نفس می‌کشیم، ما اکسیژن را از هوا به ریه‌های خود جذب می‌کنیم و دی‌اکسید کربن را که در فرآیند‌های شیمیایی در بدن تولید شده است، از بدن خارج می‌کنیم. دی‌اکسید کربن بعد از اینکه از سلول‌ها تولید شده، به خون منتقل می‌شود و سپس از طریق تنفس از بدن خارج می‌شود. در واقع، دی‌اکسید کربن یکی از مهم‌ترین محصولات متابولیسم انسان است و از طریق تنفس عادی به میزان متعادلی از بدن خارج می‌شود.

گاز دی اکسید کربن چگونه باعث گرم شدن زمین می شود؟

احتمالاً قبلاً هم شنیده ‌اید که دی‌ اکسید کربن و سایر گازهای گلخانه ‌ای مانند یک پتو یا کلاه عمل می‌ کنند که برخی از حرارتی که زمین ممکن بود به فضا انتقال پیدا کند را نگه می‌ دارد. این پاسخ ساده است. اما چگونه دقیقاً برخی از مولکول‌ ها حرارت را نگه می‌ دارند؟ پاسخ به این سوال نیازمند مطالعه فیزیک و شیمی است.

وقتی نور خورشید به زمین می ‌رسد، سطح زمین بخشی از انرژی نور را جذب کرده و آن را به عنوان موج‌ های فروسرخ مجدداً انتشار می‌ دهد، که ما آن را به عنوان گرما احساس می کنیم. این موج ‌های فروسرخ به سمت جو راه می ‌یابند و اگر مانعی نباشد، به فضا فرار می ‌کنند.

اکسیژن و نیتروژن با موج‌ های فروسرخ در جو تداخل ندارند. این به این دلیل است که مولکول‌ ها به دقت محدوده طول موج‌ هایی که با آنها تعامل دارند را انتخاب می ‌کنند. به عنوان مثال، اکسیژن و نیتروژن انرژی را که دارای طول موج‌ های بسته و فشرده حدود ۲۰۰ نانومتر یا کمتر است جذب می ‌کنند، در حالی که انرژی فروسرخ با طول موج ‌های گسترده ‌تری در بازه ۷۰۰ تا ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ نانومتر حرکت می ‌کند. این دو بازه با یکدیگر تداخل ندارند، بنابراین به نظر می ‌رسد که به اکسیژن و نیتروژن، موج‌ های فروسرخ حتی وجود ندارند؛ آن‌ ها به آزادی موج‌ ها (و گرما) اجازه می‌ دهند که به آرامی از جو عبور کنند.

در مورد دی ‌اکسید کربن و سایر گازهای گلخانه ‌ای موضوع متفاوت است. به عنوان مثال، دی ‌اکسید کربن انرژی را در گستره ‌ای از طول موج‌ های بین ۲٬۰۰۰ تا ۱۵٬۰۰۰ نانومتر جذب می‌ کند – یک دامنه که با انرژی فروسرخ همپوشانی دارد. هنگامی که CO2 این انرژی فروسرخ را جذب می ‌کند، لرزشی می‌ کند و انرژی فروسرخ را به همه جهات باز انتشار می ‌دهد. حدود نیمی از این انرژی به فضا خارج می‌شود و حدود نیمی دیگر به عنوان گرما به زمین بازمی‌ گردد و به افزایش اثر گلخانه ‌ای کمک می‌کند.

حتی به عنوان یک آزمایش که می‌توان در خانه یا کلاس انجام داد، پیشنهاد می شود که یک بطری نوشابه را با دی‌اکسید کربن پر کنید و یک بطری دیگر را با هوای محیط پر کنید. “اگر هر دوی آن‌ها را به یک لامپ گرما بگذارید، بطری دی ‌اکسید کربن خیلی بیشتر از بطری حاوی هوای محیط گرم خواهد شد.” پیشنهاد می شود که دمای بطری‌ ها را با یک ترمومتر بدون تماس بررسی کنید. همچنین مطمئن شوید که از همان نوع بطری برای هر کدام استفاده می ‌کنید و هر دو بطری از همان مقدار نور از لامپ بهره‌ مند می ‌شوند. در این صورت خودتان نتیجه را می بینید!

سخن پایانی

دی ‌اکسید کربن (CO2) یک گاز مهم و حیاتی در جو زمین است که نقش اساسی در برقراری تعادل حرارتی زمین دارد. این گاز از طریق فرآیندهای مختلفی تولید می‌شود؛ از جمله سوخت‌سوزی سوخت‌های فسیلی، تنفس حیوانات و موجودات زنده، فرآیندهای صنعتی و فرآیندهای طبیعی مانند آتش‌سوزی جنگل‌ ها. افزایش مقدار دی ‌اکسید کربن در جو زمین نتیجه اصلی فعالیت ‌های انسانی مانند سوخت ‌سوزی سوخت‌های فسیلی، کارخانه‌ سازی و حفر چاه‌ های نفتی است.

این گاز، به عنوان یکی از گازهای گلخانه ‌ای، تاثیر مهمی بر تغییرات آب ‌و هوایی دارد. افزایش مقدار آن در جو زمین، باعث افزایش اثر گلخانه ‌ای و گرمایش زمین می ‌شود. همچنین، دی ‌اکسید کربن در فرآیندهای صنعتی نیز کاربردهای متعددی دارد؛ از جمله استفاده در تولید متانول، اوره، و همچنین به عنوان مواد پرکننده در اسپری‌ ها. در کل، دی‌ اکسید کربن از لحاظ جغرافیایی و زمانی به یکی از موارد بحرانی در مسائل محیط زیست تبدیل شده است و تعداد زیادی از اقدامات حفاظت از محیط زیست به کنترل و کاهش میزان آن متمرکز شده است.