자동차에서 배기가스가 발생하는 원리는 무엇인가요?
문득 버스를 타고 있는데 궁금해서요!
자동차는 연료를 태워서 움직이잖아요. 그 과정에서 열이 발생하고 그 열로 인해서 어떤 추가적인 작용을 통해 배기가스가 생성돼서 환경을 오염시키나요?
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 자동차에서 배기가스는 연소 과정에서 발생합니다. 일반적으로 가솔린이나 디젤 등의 연료가 공기와 혼합되어 실린더 내에서 압축 및 발화되면서 연소가 일어나고, 이 과정에서 CO2, CO, NOx, HC 등의 배기가스가 생성됩니다.
자동차의 엔진은 연료와 공기를 혼합한 후 실린더 내에서 폭발시키면서 운전력을 발생시키는데, 이때 연소 과정은 완전한 연소가 이루어지지 않고 일부 연료가 연소하지 못하고 배출되면서 일어나는 불완전 연소에 의해 배기가스가 발생합니다.
또한, 자동차의 배기 시스템에서는 연소가 끝난 후에도 열이나 화학 반응에 의해 생성되는 다양한 불활성 물질도 배기가스에 포함되어 나오게 됩니다.
이러한 배기가스는 대기오염의 원인 중 하나이며, 환경 보호를 위해 자동차 배기 시스템에는 캣컨버터 등의 장치가 장착되어 있어 배기가스의 유해성을 줄이도록 조치가 되어 있습니다.
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자동차의 배기가스 발생은 내연 기관의 부산물로, 자동차에 동력을 공급하는 데 사용됩니다. 가솔린 자동차에서는 연료가 공기와 혼합되어 엔진 실린더에 분사되고, 여기서 스파크에 의해 점화됩니다. 이 점화는 작은 폭발을 일으켜 자동차 바퀴를 돌리는 피스톤을 구동합니다.
이 과정에서 연료는 연소되어 에너지로 변환되어 자동차를 구동하는 데 사용됩니다. 그러나 모든 연료가 완전히 연소되는 것은 아니며 일부는 탄화수소(HC)와 일산화탄소(CO)의 형태로 연소되지 않은 채로 남게 됩니다. 또한 엔진의 높은 온도로 인해 공기 중의 질소와 산소가 반응하여 질소산화물(NOx)이 형성됩니다.
이러한 오염 물질은 차량의 배기 시스템을 통해 대기 중으로 방출됩니다. 배기 시스템에는 자동차에서 배출되는 오염 물질의 양을 줄이는 데 도움이 되는 일련의 파이프, 머플러 및 촉매 컨버터가 포함됩니다. 촉매 컨버터는 일련의 화학 반응을 통해 유해한 오염 물질이 대기 중으로 방출되기 전에 덜 유해한 물질로 변환합니다.
배기가스 발생은 내연기관을 사용하여 자동차에 동력을 공급하는 과정에서 발생하는 자연스러운 부산물입니다. 이러한 오염 물질은 탄화수소 및 햇빛과 같은 대기 중의 다른 화합물과 반응하여 지상 수준의 오존 및 미세 입자 물질을 형성할 수 있습니다. 이러한 오염 물질은 호흡기 문제, 시야 감소, 농작물 및 자연 생태계 손상 등 인간의 건강과 환경에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 이산화탄소, 메탄과 같은 온실가스의 배출은 기후 변화의 원인이 됩니다. 따라서 차량이 환경에 미치는 영향을 최소화하기 위해서는 청정 연료, 고효율 엔진 및 기타 기술을 사용하여 차량에서 배출되는 가스를 줄이는 것이 중요합니다.
답변이 도움이 되셨기를 바라겠습니다.
감사합니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.
자동차 연소과정을 이해하시면 도움이 될 듯 합니다.
우선 내연기관의 엔진 내부 연소과정을 보면...
1. 연료와 공기 혼합물이 흡입밸브를 통해 주입되는 흡입 행정
2. 다시 피스톤이 상승하면서 흡입밸브가 잠기면서 실린더내부 압축되는 행정
3. 이때, 점화플러그에서 점화되면 폭발되어 강하게 피스톤을 밀어 프랭크축으로 전잘하는 폭발행정
4. 마지막으로..폭발이 끝나면 연료에 따라 타고 남은 배기가스가 배출되는 배기행정... 이렇게 흘러가는데.
연료가 폭발을 했으니 당연히 배기가스가 나오고 온도도 높겠죠..
사용연료의 종류나 함량 등에 따라 차이는 있지만 배기가스 분석을 하면 통상 이산화탄소, 일산화탄소, 산소 등의 성분이 검출되는데
이산화탄소CO2가 배출되어 온실가스라고 지칭한다고 합니다.
배기가스 원리에 대해 이해가 되셨는지요?^^
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 자동차의 내연기관의 밀폐된 실린더에서는 연료와 공기의 혼합기를 가두고, 압축·점화하여 연료 속의 탄소를 급속히 연소시킵니다. 연소 후 가스는 외부로 배출하고, 다시 신선한 혼합기를 흡입하는데, 이 외부로 버리는 기체가 배기가스입니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김경욱 과학전문가입니다.
자동차에서 배기가스가 발생하는 원리는 다음과 같습니다.
공기 흡입: 자동차의 엔진은 공기를 흡입하여 연소를 위한 산소를 공급받습니다. 이때 공기는 차량 내부의 공기 청정기에서 거친 후 엔진으로 유입됩니다.
연료 분사: 자동차의 연료 분사 시스템은 연료를 분사하여 엔진에서 연소할 수 있도록 합니다. 이때 연료 분사 시스템은 실린더 내부에 고압 연료를 분사하여 공기와 혼합합니다.
연소: 공기와 연료가 혼합된 후, 엔진의 점화 장치에서 불을 붙여 연소합니다. 이 과정에서 일정한 온도와 압력이 유지되며, 연료는 산소와 반응하여 이산화탄소, 물, 일산화탄소, 질소산화물 등의 가스를 생성합니다.
배기: 연소로 생성된 가스는 실린더를 떠나서 배기관을 통해 차량 외부로 배출됩니다. 이때 배기관에서는 산화물, 일산화탄소, 질소산화물 등의 유해물질이 포함된 배기가스가 발생합니다.
자동차의 배기가스는 대기오염의 주요 원인 중 하나로 인식되고 있으며, 일산화탄소, 질소산화물, 유기화합물 등이 포함되어 있어 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 많은 국가에서는 대기오염 방지를 위해 자동차 배기가스 규제 및 대책을 시행하고 있습니다.
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휘발유든 경유든 차량의 엔진에 연료가 들어갑니다.
실린더 안에 연료와 공기를 분사하고 점화를 시켜 터지는 힘으로 차량이 움직이죠.
화석 연료는 탄소(C)와 수소(H)로 이뤄져있고, 약간의 질소(N)와 황(S) 등이 첨가되어있습니다.
연료 + 공기 중의 산소(O2) 가 반응하여 연소를 하면
이산화탄소(CO2), 물(수증기)(H2O), 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx) 등이 발생하는데
이 기체들이 배기가스 입니다.
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네 질문자님 의견처럼 연료를 연소함으로써 배기가스가 나옵니다.
발생원인으로는 연료와 공기가 연소되면서 발생이 되고
배기가스 배출량을 줄이기위해 우선 EGR이 들어가고요
이놈은 배기가스 순환장치라 해서 엔진 실린더로 다시한번 배기가스를 보내주는 역할을 합니다
여기서 한번 태웁니다.
두번째도 나오는 대표적인 배기가스 인체에유해한... 질소산화물 탄화수소 일산화탄소가 있고요
이놈들이 배출이 적게 되기 위해서 촉매라는 놈이 또한번 걸러줘요
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