Konsekvenser av upptäckten av syre
Hej, Pluggakuten!
Jag håller på att skriva ett arbete (PM-liknande) om vilka konsekvenser syrets upptäckt (och den följaktiliga förståelsen för förbränning) har fått för teknik, människans levnadsvillkor samt samhället i allmänhet. Jag skulle gärna vilja bolla idéer med er! Hittils har jag några uppenbara (ytliga såklart) tankar:
- Förståelse för förbränning tillåter förbränningsmotorer och andra liknande maskinerier. Detta berikar många områden, exempelvis astronomin eller automobilindustrin. Effektiva förbränningsmotorer ökar även möjligheter till billig kollektivtrafik och större möjligheter att ta sig långa sträckor billigt.
- Att förstå vad som sker tillåter oss att producera energi mer effektivt och säkrare än tidigare. Exempelvis var förbränningsmotorer förr i tiden (och även idag på mopeder) mycket smutsiga (släpper ut skit som kväveoxid) men med ökad förståelse för vad som sker under förbränning har det förbättrats avsevärt.
- Många andra vetenskaper har dragit nytta av syrets upptäckt. Exempelvis förstår man därigenom varför metaller rostar och hur man kan förhindra att de rostar. Detta är gynnsamt för allt från smideri till arkitektur.
Har ni några idéer (får vara negativa också)? Och vad tycker ni om de som jag har listat här, är de dåliga, bra, kan de spinnas vidare på? Jag vill gärna höra vad ni tycker!
I medicinsk behandling kan man hjälpa en patient med andningssvårigheter genom att ge den luft med större andel syre än vanligt.
Man vet att man kan släcka en brand genom att ta bort syret.
Ett annat exempel du skulle kunna ta upp är att upptäckten av syre har revolutionerat synen på livets utveckling. De första fotosyntetiserande organismerna ökade syrehalten i havet och luften avsevärt, med konsekvensen att det orsakade ett massutdöende som i sin tur var viktig för livets evolutionära utveckling:
https://svenska.yle.fi/a/7-1510232
Syre har också haft en central betydelse för den moderna stålindustrin. När man producerar stål smälts järnmalm i en masugn. Råjärnet som bildas innehåller väldigt mycket kol och en del föroreningar som måste tas bort. Tidigare oxiderades dessa ämnen bort och bildade en slagg genom att blåsa luft på metallsmältan. Den låga syrehalten i luft begränsade dock produktiviteten för denna process. När man lärde sig att tillverka ren syrgas för att oxidera föroreningarna revolutionerade det stålindustrin:
Vill man spekulera kring vad upptäckten av syre kan få för betydelse i framtiden så tycker jag du kan nämna jakten på utomjordiskt liv. Eftersom de flesta exoplaneter ligger så långt borta är det svårt att någonsin kunna ta reda på om det finns liv där.
Den metod astronomerna hoppas mest på går ut på att låta ljuset från stjärnan som planeten kretsar runt färdas genom planetens atmosfär innan det når oss. Atmosfären absorberar då våglängder från ljuset baserat på dess kemiska sammansättning. Här tänker man sig då att en upptäckt av syre skulle kunna innebära att det finns jordliknande liv på planeten. I vårt solsystem är det bara jordens atmosfär som innehåller större mängder syre, och den skulle inte göra det om det inte fanns liv här.
(Man letar också efter metan, för förekomsten av syre och metan samtidigt ger starkare belägg för biologisk aktivitet. Dessa två ämnen kan inte existera tillsammans i högre halter särskilt länge, utan de reagerar och bildar koldioxid och vatten. Det måste finnas någon process, biologisk eller geologisk, som kontinuerligt återskapar ämnena.)
Tack för era utförliga svar!
Kan man tänka sig att en förbränningsmotor har högre verkningsgrad än exempelvis en ångmaskin? Jag tänker att eftersom förbrännigen sker inuti motorn istället för utanför, så förloras mindre energi till omgivningen. Kan det stämma?
Verkar rimligt, och googlar man efter deras verkningsgrader tycks det bekräfta din misstanke.
Tack för ditt svar!
Jag har en till fundering angående varför det är så viktigt för samhället att vi har bra stålproduktion. Som jag har förstått det rostar järn långsamare ju renare det är, vilket är bra då det krävs mindre underhållsarbete av konstruktioner gjorda av järn. Exempelvis skedde ju olyckan med Morandibron huvudsakligen på grund av att stålet i vajrarna rostade sönder. Finns det några fler stora positiva effekter av renare järn, som du kan komma på?
Rent järn är ganska värdelöst, det är för mjukt för att användas till broar, bilar m.m. Järn måste legeras med kol och andra legeringsämnen så att man får stål, vilket är väsentligt mer hållfast än järn. Jag vet inte var du har läst att rent järn skulle rosta långsamt, för rent järn rostar väldigt snabbt och intensivt. Man måste belägga låglegerade stål (dvs stål där järnhalten är hög) med en zinkhinna (galvanisering) eller måla ytan för att stålet inte ska rosta. Alternativt legerar man stålet med krom och nickel vilket gör att man får rostfritt stål som kan användas i t.ex. diskbänkar, bestick m.m. Men rostfritt stål är mycket dyrare och har inte tillräckligt bra mekaniska egenskaper för andra tillämpningar.
Upptäckten av syre och hur man kan renframställa det har haft betydelse eftersom man har kunnat öka produktiviteten i stålindustrin. Grafen nedan visar världsproduktionen av stål i världen det senaste århundradet. Syrgasprocessen där man använder syrgas istället för luft för att raffinera råjärnet till stål uppfanns 1948, precis när världsproduktionen tar ordentlig fart. Anledningen till den snabba ökningen är en kombination av att produktiviteten i stålindustrin då ökade, samt att Europa var sönderbombat efter andra världskriget och behövde byggas upp från grunden igen (i Sverige kallas denna tid för rekordåren, då vi var ett av få länder i Europa som inte hade sönderbombade fabriker och kunde producera varor till återuppbyggnaden).
För att sammanfatta hade alltså inte denna tillväxt troligen inte varit möjlig utan syrgasprocessen som används inom stålindustrin. Den har också inneburit att man kan tillverka helt andra typer av stål, som är mer hållfasta eller har andra önskvärda egenskaper.
Oj, jag måste ha missförstått det jag läste då, eller så hade hemsidan bara fel! Hur som helst tackar jag dig för ditt svar och din hjälp!
Lite off-topic men anledningen till att rent järn är dåligt har att göra med metallbindningen. Lager med järnatomer kan med lätthet flytta sig relativt varandra så att metallbiten böjer sig. Det är inte möjligt i t.ex. en saltkristall, för om man flyttar på jonlagren kan man få positiva joner som stöter på positiva joner och detsamma med de negativa jonerna. Då bryts jonbindningarna och saltkristallen spricker, dvs materialet blir sprött.
Om man tillsätter kol till järnet lägger sig kolatomerna mellan järnatomerna så att atomlagren inte längre kan flytta på sig. Då blir inte metallen längre lika mjuk utan mycket mer hållfast, och om det utsätts för stora krafter kan det istället spricka.
Denna princip gäller även för alla andra metaller. De är normalt sett mycket mjuka och måste legeras för att bli mer hållfasta. Det är ingen slump att brons var det första metalliska materialet människan började använda till vapen, för både koppar och tenn är var för sig för mjuka. Men om de blandas får man ett mer hållfast brons.
Skulle jag kunna få fråga varifrån du fick den grafen?
Googlade "world steel production last century":
