Comme nous le savons déjà, toute matière sur Terre existe sous la forme d'un solide, d'un liquide ou d'un gaz, et que les solides, les liquides et les gaz sont tous constitués de particules extrêmement minuscules appelées atomes et molécules. Mais les trois états de la matière diffèrent les uns des autres.
Dans cette leçon, nous allons apprendre plus en détail sur les gaz. Nous allons discuter de ce qui suit :
Les gaz sont partout autour de nous. Les gaz, comme les autres formes de matière, ont des propriétés physiques telles que la couleur, l'odeur et le goût, mais en général, les gaz ont tendance à être incolores et inodores. L'air que nous respirons est un mélange de gaz. La vapeur d'eau et la vapeur d'eau sont de l'eau en phase gazeuse (une vapeur est la phase gazeuse de substances solides ou liquides à des températures et pressions standard). Même à l'intérieur de notre corps, des gaz sont présents.
Les gaz sont l'état de la matière dans lequel les particules sont généralement très éloignées les unes des autres, se déplacent très rapidement et ne sont pas particulièrement attirées les unes par les autres. Le gaz est un état de la matière qui n'a ni forme fixe ni volume fixe. Le gaz est une substance semblable à l'air, qui se dilate pour remplir l'espace dans lequel il se trouve. Les gaz ont une densité inférieure à celle des autres états de la matière. Il y a beaucoup d'espace vide entre les particules. Les particules dans les gaz ont beaucoup d'énergie cinétique. Ils se déplacent très rapidement et se heurtent les uns aux autres, ce qui les fait se diffuser ou s'étaler jusqu'à ce qu'ils soient uniformément répartis dans tout le volume du récipient. L'une des caractéristiques les plus remarquables des gaz est qu'ils semblent n'avoir aucune structure.
De nombreux éléments existent sous forme de gaz à température et pression standard, tandis que de nombreux autres éléments et composés peuvent devenir des gaz dans certaines circonstances.
Voici quelques exemples de gaz :
Le dioxyde de carbone (CO 2 ) et l'oxygène (O 2 ) sont les gaz les plus importants pour les organismes vivants.
Habituellement, les 4 gaz les plus abondants dans l'atmosphère terrestre sont :
* Savez-vous pourquoi les ballons à hélium flottent ?
C'est parce que les molécules d'hélium sont plus légères que les molécules d'azote et d'oxygène de notre atmosphère et qu'elles s'élèvent donc au-dessus.
Les gaz ont les propriétés mesurables suivantes :
Discutons maintenant de la caractéristique suivante des gaz.
1. Les gaz n'ont pas de forme ou de volume définis
Les molécules du gaz se déplacent au hasard. Cela leur permet de se dilater ou de se contracter pour assumer le volume du conteneur qu'ils remplissent. Par conséquent, le volume d'un gaz sera l'espace du récipient dans lequel ses molécules ont une plage de déplacement. À partir de cette propriété, nous pouvons supposer que les gaz occupent plus d'espace qu'ils ne le feraient à l'état liquide ou solide. De plus, sous l'effet des changements de température et de pression, les gaz se contractent et se dilatent de façon prévisible.
2. Les gaz sont faciles à comprimer
Comprimer signifie diminuer le volume de tout objet ou substance résultant d'une contrainte appliquée. Comparativement aux solides et aux liquides, les gaz se comprimeront plus facilement. Pourquoi? C'est parce qu'il y a tellement d'espace entre les molécules de gaz. Ainsi, lorsqu'un gaz est comprimé, les particules de gaz sont rapprochées, de sorte que le volume diminue et la pression résultante augmente. La température augmente également. Les gaz comprimés sont utilisés dans de nombreuses situations. Une telle situation est dans les hôpitaux où l'oxygène est souvent utilisé pour les patients qui ont des poumons endommagés pour les aider à mieux respirer.
3. Les gaz se dilatent pour remplir leurs contenants
Les gaz se dilatent spontanément pour remplir n'importe quel récipient. Mais si le récipient n'est pas scellé, le gaz s'échappera. Par exemple, imaginons que nous sommes dans une pièce et que nous ayons du gaz dans une bouteille fermée. La bouteille est entièrement remplie de gaz. Si nous ouvrons la bouteille, le gaz se répandra dans toute la pièce, nous pouvons donc imaginer la pièce comme le nouveau récipient pour le gaz. Le gaz se dilate pour remplir complètement la pièce aussi. Comme les gaz se dilatent pour remplir leurs contenants, on peut facilement supposer que le volume d'un gaz est égal au volume de son contenant.
4. Diffusivité
Deux ou plusieurs gaz peuvent se mélanger rapidement et facilement et former un mélange homogène car il y a beaucoup d'espace entre les molécules. Ce processus est appelé diffusion.
La relation entre la pression, la température, le volume et la quantité de gaz est découverte par les trois lois fondamentales des gaz.
En discutant des gaz, nous pouvons rencontrer différentes classifications de gaz. Discutons-en quelques-uns.
Quels sont les gaz élémentaires ? Les gaz élémentaires sont les gaz qui existent sous forme de gaz à température et pression standard . Lorsque la pression est modifiée (supérieure ou inférieure) ou lorsque la température est modifiée (supérieure ou inférieure), l'élément peut exister sous une forme différente, par exemple sous forme liquide ou sous forme solide.
Les gaz nobles sont également appelés gaz inertes ou gaz rares. Ils sont situés dans le groupe VIII ou le groupe 18 de l'Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC) du tableau périodique. Les gaz nobles sont :
A l'exception de l'Oganesson, tous ces éléments sont des gaz à température et pression ordinaires.
Les gaz purs peuvent prendre plusieurs formes différentes. Ils peuvent être constitués d'atomes individuels, un exemple est le gaz néon. L'oxygène est également un gaz pur car il est composé d'un seul type d'élément, mais il s'agit d'une molécule élémentaire. Les gaz purs peuvent également être des molécules composées composées de différents atomes. Le dioxyde de carbone serait considéré comme un gaz pur, mais c'est aussi une molécule composée.
Les gaz mixtes sont des gaz composés de plusieurs types de gaz purs.
Un gaz parfait est un gaz théorique composé de nombreuses particules ponctuelles se déplaçant de manière aléatoire qui ne sont pas soumises à des interactions inter-particules. Le concept de gaz parfait est utile car il obéit à la loi des gaz parfaits.
Les gaz réels sont des gaz non parfaits dont les molécules occupent de l'espace et ont des interactions, par conséquent, ils n'adhèrent pas à la loi des gaz parfaits.
Les gaz toxiques (ou gaz nocifs) sont des gaz nocifs pour les êtres vivants. Certains gaz toxiques sont détectables par l'odeur, qui peut servir d'avertissement. Des exemples sont le monoxyde de carbone, le chlore, le dioxyde d'azote et le phosgène.
Les gaz comprimés sont des substances qui sont des gaz à température et pression ambiantes normales et qui sont contenus sous pression, généralement dans une bouteille. Les gaz comprimés peuvent être classés comme :
Les gaz ont de nombreux rôles cruciaux dans la vie sur Terre. L'oxygène est le gaz le plus important pour les animaux et les plantes pour le processus de respiration (l'oxygène est en fin de compte le carburant qui permet à nos cellules de produire de l'énergie à partir de la nourriture que nous mangeons). Les gaz dans l'atmosphère permettent aux plantes d'effectuer le processus de photosynthèse. La vapeur d'eau (qui est un gaz atmosphérique) est un élément essentiel du cycle de l'eau. L'azote est une partie importante de nombreuses cellules et processus tels que les acides aminés, les protéines et même notre ADN. Il est également nécessaire pour fabriquer de la chlorophylle dans les plantes.
Certaines utilisations du gaz dans la vie quotidienne comprennent :
