Природный газ и нефть

Определения и обозначения

Природный газ — горючая смесь газов, залегающая в недрах Земли; главный компонент этой смеси — метан. Сам газ обычно невидим и не имеет запаха, а специальный запах ему придают для обнаружения утечки. Зная, что метан хорошо горит, легче понять, почему газ используют как топливо.

Нефть — горючая маслянистая жидкость, состоящая из смеси различных веществ и добываемая из земных недр. У неё нет одного постоянного состава: разные вещества можно разделить и использовать по-разному. Поэтому нефть служит сырьём для получения топлива и других полезных продуктов.

Месторождение — участок земной коры, где природный газ или нефть находятся в количествах, пригодных для добычи. Это не обязательно одна большая пустота: полезное ископаемое может заполнять поры в горных породах. Понятие месторождения помогает отличить место, где добыча возможна, от случайных небольших скоплений.

Попутный нефтяной газ — газ, который находится вместе с нефтью и выделяется при её добыче. Он отличается от газа самостоятельного месторождения тем, что обнаруживается рядом с нефтью. Его собирают, чтобы использовать как топливо или сырьё, а не выпускать без пользы в воздух.

Как это устроено

Нефть и газ образовались из остатков древних организмов, которые оказались погребены под слоями осадков. Без доступа воздуха остатки не сгнили так, как обычно разлагаются растения и животные на поверхности. За очень долгое время давление верхних слоёв и тепло внутри Земли изменяли их, постепенно образуя нефть и газ. Этот процесс медленный, поэтому новые запасы не успевают появиться за время, пока люди расходуют уже найденные.

Нефть и газ обычно не лежат в больших пустых подземных полостях: они заполняют мелкие поры и трещины в горных породах. Жидкости и газы могут перемещаться через такие поры, пока не встретят плотный, почти непроницаемый слой. Он мешает им подниматься дальше, и полезные ископаемые скапливаются под ним. Так возникает природное скопление, которое можно разрабатывать скважинами.

Чтобы добраться до залежи, бурят скважину — узкий глубокий канал от поверхности к месту залегания полезного ископаемого. Газ под давлением может подниматься по скважине сам, а нефть при необходимости выкачивают насосами. Скважины помогают добывать сырьё из глубины, не извлекая целиком окружающую горную породу. Газ чаще передают по трубопроводам или перевозят в специальных ёмкостях, а нефть обычно перекачивают по трубопроводам либо перевозят в цистернах.

Нефть нельзя использовать как готовую замену всем видам топлива, потому что это смесь веществ с разными свойствами. При переработке её нагревают и разделяют на фракции — группы веществ, которые испаряются и отделяются при разных температурах. Так получают, например, бензин, керосин и мазут. Разделение нужно, чтобы у каждого продукта были свойства, подходящие для своего применения: бензин используют в двигателях, керосин — как топливо, а мазут — для получения тепла и энергии.

Газ и нефтепродукты нужны для отопления, приготовления пищи, транспорта и работы предприятий. Их сжигание высвобождает энергию, потому что при горении топлива выделяется тепло. Но добыча и перевозка могут приводить к утечкам и разливам, а продукты сгорания загрязняют воздух. Поэтому оборудование проверяют, сырьё перевозят безопасно и стараются не расходовать его без необходимости.

Сравнение природного газа и нефти

Сравнивай вещества по одной и той же строке: так проще увидеть, чем похожи и чем различаются газ и нефть. Помни, что некоторые свойства зависят от состава сырья и способов его обработки. Таблица показывает общие особенности, а не все возможные случаи.

Разбор задач

Задача 1. Распредели по двум группам вещества и продукты: природный газ, бензин, нефть, керосин, метан, мазут. Объясни, что является природным сырьём, а что — продуктом переработки. Чтобы решить задачу, сначала найди названия веществ, которые добывают из недр, а затем отдели их от продуктов обработки.

1. Природные ресурсы из списка — природный газ и нефть: они находятся в земных недрах и добываются людьми. Метан — главный компонент природного газа, а не продукт переработки нефти. Бензин, керосин и мазут получают при переработке нефти.
2. Разложи названия по группам: природное сырьё — природный газ, нефть; продукты переработки — бензин, керосин, мазут. Метан укажи отдельно как компонент природного газа. Так ответ не смешивает сырьё с тем, что из него получают.

Ответ: природные ресурсы — природный газ и нефть; продукты переработки нефти — бензин, керосин и мазут; метан — главный компонент природного газа.

Задача 2. На сколько литров уменьшится объём газа в баллоне, если из 50 л израсходовали 18 л? Нужно найти не оставшийся объём, а именно количество израсходованного газа. Поэтому важно внимательно прочитать вопрос и не перепутать расход с остатком.

1. Запиши известные величины: сначала было 50 л, израсходовали 18 л. Уменьшение объёма равно количеству, которое использовали. Значит, нужно вычесть из начального объёма использованное количество.
2. Выполни вычитание: 50 − 18 = 32. Проверить можно сложением: 32 л осталось бы, если речь шла об остатке, а 18 л — это расход. Вопрос спрашивает, на сколько литров объём уменьшился, поэтому ответом будет именно 18 л.

Ответ: объём газа уменьшился на 18 л. После расходования в баллоне осталось бы 32 л, но это не то, о чём спрашивает задача.

Задача 3. Из нефти получили 20 л бензина, 12 л керосина и 8 л мазута. Какой объём продуктов переработки получен всего и какую долю этого объёма составляет бензин? Сначала найди общий объём всех продуктов, затем сравни с ним объём бензина. Доля показывает, какую часть целого составляет выбранная величина.

1. Сложи объёмы продуктов: 20 + 12 + 8 = 40 л. Это общий объём бензина, керосина и мазута, полученных в задаче. Сложение нужно, потому что спрашивают, сколько продуктов получено всего.
2. Сравни объём бензина с общим объёмом: 20 л из 40 л. Запиши дробь 20/40 и сократи её: числитель и знаменатель делятся на 20, поэтому получается ½. Значит, бензин составляет половину указанного общего объёма продуктов.

Ответ: всего получено 40 л продуктов переработки; бензин составляет ½ этого объёма, то есть половину.

Типичные ошибки

Нефть и газ иногда считают возобновляемыми, потому что природа способна образовать их снова. Ошибка в том, что на образование нужны очень долгие сроки, а люди расходуют запасы намного быстрее. Проверь себя: если ресурс не успевает восстановиться за время его использования, считать его практически возобновляемым нельзя.

Нефть иногда называют одним веществом из-за её общего названия и похожего внешнего вида. На самом деле это смесь многих веществ, поэтому состав и свойства нефти могут различаться. Проверь себя вопросом: можно ли разделить нефть на отдельные полезные продукты? Если да, перед тобой смесь, а не одно чистое вещество.

Можно решить, что весь природный газ добывают только вместе с нефтью, ведь существует попутный нефтяной газ. Но газ бывает и в самостоятельных месторождениях, где нефть не является источником его добычи. Проверь себя: различай газовое месторождение и газ, который выделяется при добыче нефти.

Иногда забывают, что утечка газа и разлив нефти опасны для людей и природы. Запах газа может предупредить об утечке, а попавшая в окружающую среду нефть вредит живым организмам. Проверь себя: при любом рассказе о добыче и использовании топлива учитывай безопасность и последствия загрязнения.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в теме, полезно знать, что такое полезные ископаемые, горные породы и природные ресурсы, а также понимать горение и агрегатные состояния веществ. Позже эти знания помогут изучать топливо, его переработку, охрану природы и причины изменения состава воздуха. С темой ты встречаешься и в повседневной жизни: газом отапливают дома и готовят пищу, а бензин и другие нефтепродукты используют в транспорте.

Что запомнить

• Природный газ и нефть — полезные ископаемые и горючие природные ресурсы.
• Главный компонент природного газа — метан.
• Нефть — смесь различных веществ, а не одно чистое вещество.
• Газ и нефть добывают из земных недр через скважины.
• Из нефти получают бензин, керосин, мазут и другие продукты.
• Запасы нефти и газа ограничены и практически не возобновляются.
• Добыча, транспортировка и сжигание нефти и газа могут вредить окружающей среде.