Mi a gáz halmazállapot:
A gáz halmazállapotot anyagállapotnak nevezzük, amely az atomok és molekulák csoportosulásából áll, amelyekhez csekély vonzerő van egymáshoz vagy tágulásban van, ami azt jelenti, hogy nem lehet teljesen egyesülni.
A gáz halmazállapotú anyagot gáznak nevezzük. A gáz szó a latin hangból származik Viszlát ami "káoszt" jelent. Jan Baptista van Helmont vegyész találta ki a 17. században.
A gáz halmazállapot az anyag összesülési állapota, a folyékony, szilárd, plazma és Bose-Einstein állapotok mellett.
Víz párolgás vagy forralás közben.
Néhány példák gáz halmazállapotú anyagok:
- oxigéngáz (O2);
- szén-dioxid-gáz (CO2);
- földgáz (üzemanyagként használják);
- nemesgázok, például hélium (He); argon (Ar); neon (Ne); kripton (Kr); xenon (Xe), radon (Rn) és oganeson (Og).
- nitrogén (N2);
- vízgőz.
A víz az egyetlen elem, amely megtalálható az anyag természetes összesülési állapotában (szilárd, folyékony és gáznemű).
A gáz halmazállapot jellemzői
Különböző gázok a tartályaikban.
Gáz halmazállapotban a molekulák és atomok elválasztásának energiája meghaladja a köztük lévő vonzerőt, ami a gázok jellemzőinek vagy tulajdonságainak sorozatát eredményezi.
- A gázok kevesebb részecskét tartalmaznak, mint a folyadékok és a szilárd anyagok.
- A részecskék széles körben vannak elválasztva egymástól, így kölcsönhatásuk kevés.
- A részecskék állandó és rendezetlen mozgásban vannak.
- A gázoknak nincs meghatározott alakjuk vagy térfogatuk.
- Ha a részecskék ütköznek, kaotikus módon változtatják az irányt és a sebességet, ami megnöveli a távolságot és a gáz térfogatát.
- A legtöbb gáz megfoghatatlan, színtelen és ízetlen.
- A gázok a rendelkezésre álló mennyiséget el tudják foglalni.
- A gázokat a tartályuk alakjára lehet összenyomni.
A gáznemű anyag állapotának változásai
A gáznemű anyag állapotváltozása. Vegye figyelembe a részecskék közötti elválasztást is az anyag állapota szerint.
A hőmérséklet és a nyomás változói szerint az anyag átalakulási folyamatai előállíthatók egyik vagy másik aggregációs állapotból. A gáz halmazállapotú anyagváltozások a következők:
Páralecsapódás vagy cseppfolyósítás
Ez a gázállapotból a folyékony állapotba való átjutás. Akkor fordul elő, ha egy gáz hőmérséklet-csökkenésnek van kitéve, ami csökkenti a részecskék mozgását és arra ösztönzi őket, hogy összehúzódjanak, amíg folyékonyakká válnak. Két mindennapi példát hozhatunk fel vízzel: 1) amikor a felhők csapadékká válnak. 2) amikor egy pohár hideg itallal kívülről vízcseppek keletkeznek azáltal, hogy a forró levegőt kondenzálják a légkörből.
Párologtatás vagy forralás
Ez az átalakulás a folyékony állapotból a gáz halmazállapotba. Akkor fordul elő, ha egy folyadékot hőmérséklet-emelkedésnek vetnek alá, amíg el nem éri a forráspontot. Példát láthatunk, amikor a víz addig forral a serpenyőben, amíg el nem párolog.
Szublimáció
Ez a szilárd állapotból a gáz halmazállapotba történő áttérés anélkül, hogy a folyékony állapoton kellene átmenni. A szublimáció olyan szélsőséges hőmérsékletnek köszönhető, hogy nem engedik a folyadék képződését. A szublimációra példa található a szárazjégben, amely a folyadék halmazállapota nélkül gőzbe kerül.
Fordított szublimáció vagy lerakódás
Ez a szilárd állapotból a gáz halmazállapotba történő áttérés anélkül, hogy a folyékony állapoton kellene átmenni. A fordított szublimáció példája a fagy felhalmozódása a földön.
A gázokat befolyásoló tényezők
Ha a léggömb belsejében lévő levegő (gáz) felmelegszik, akkor térfogata nő, ezért emelkedik.
A gázok viselkedését a következő változók befolyásolják:
- Kötet (V): az a tér, amelyet a gáz halmazállapotú anyag foglal el, amelyet literben (L) mérnek. A gáz nagyobb vagy kisebb térfogattal rendelkezik, a részecskék elválasztásától és a terjeszkedéshez rendelkezésre álló helytől függően.
- Nyomás (P): a területenként alkalmazott erő. A nyomás a levegő súlyából származik, ezért minél magasabb egy gáz emelkedik, annál kisebb nyomást tapasztal a kevesebb levegő miatt. A gázok esetében a nyomást atmoszférában (atm) mérik.
- Hőmérséklet (T): a mozgási energia mértéke a gázrészecskék között, amelyet kelvin (K) egységekben mérnek. Ha az anyag hideg teste megközelíti a meleg testet, a hideg test meg fogja emelni a hőmérsékletét.
Ezek a tényezők viszont összefüggnek a gázok egyéb elemeivel, például:
- Mennyiség: a gáznemű anyag tömegmennyisége, és molban (n) mérjük.
- Sűrűség: a térfogat és a tömeg közötti kapcsolatra utal.
- Az anyag állapota.
- Páralecsapódás
- Párolgás
A gázok törvényei vagy a gáz halmazállapotú törvények
A gáztörvényeket értelmező modelleknek nevezzük, amelyek leírják a különböző változók közötti kapcsolatot, amelyek befolyásolják a gázok viselkedését (hőmérséklet, nyomás, mennyiség és térfogat). Négy gáztörvény van, amelyek mindegyike a gázok különböző aspektusaira összpontosít. Ezek az alábbiak:
- Boyle törvénye: a nyomás és a térfogat viszonyával foglalkozik.
- Charles Law: megállapítja a hőmérséklet és a térfogat közötti kapcsolatot.
- Meleg-Lussac törvény: tanulmányozza a nyomás és a hőmérséklet kapcsolatát.
- Avogadro törvénye: Beszélje meg az anyajegyek mennyisége és száma közötti összefüggést.
Ennek a négy törvénynek az együtteséből adódik az ideális gáztörvény.
Ideális gáztörvény
Ideális gázok azok, amelyek részecskéinek nincs sem vonzereje, sem visszataszítása, vagyis nincsenek vonzó molekulák közötti erők. Az ideális gázokat azért nevezik meg, mert valójában elméleti feltételezésnek számítanak.
Az ideális gáztörvényt a következő képlet képviseli:
PV = nRT = NkT
hol:
- P: nyomás
- V: térfogat
- n: anyajegyek száma
- R: univerzális gázállandó (8,3145 J / mol k)
- N: A molekulák száma
- k: Boltzmann-állandó (8,617385 x 10-5eV / k)
- T: hőmérséklet
Az ideális gáztörvény egyidejűleg viszonyítja a gáz nyomását, térfogatát, hőmérsékletét és tömegét normál körülmények között.
