地球上のすべての物質は、固体、液体、または気体の形で存在し、固体、液体、および気体はすべて、原子や分子と呼ばれる非常に小さな粒子でできていることはすでに知られています。しかし、物質の 3 つの状態はすべて互いに異なります。
このレッスンでは、ガスについて詳しく学びます。次の内容について説明します。
ガスは私たちの身の回りにあふれています。気体は、他の物質と同様に、色、におい、味などの物理的性質を持っていますが、一般的に気体は無色無臭の傾向があります。私たちが呼吸する空気は気体の混合物です。水蒸気と水蒸気は気相の水です(蒸気は、標準の温度と圧力で固体または液体である物質の気相です)。私たちの体の中にもガスは存在しています。
気体は、粒子が通常互いに非常に離れており、非常に速く移動し、特に互いに引き付けられていない物質の状態です。気体は、決まった形も決まった体積も持たない物質の状態です。ガスは空気のような物質で、膨張してその空間を満たします。ガスは、他の物質の状態よりも密度が低くなります。粒子間には大量の空きスペースがあります。気体中の粒子は多くの運動エネルギーを持っています。それらは非常に速く移動し、互いに衝突して拡散するか、コンテナのボリューム全体に均等に分散するまで広がります。気体の最も顕著な特徴の 1 つは、気体が構造をまったく持たないように見えることです。
多くの元素は標準の温度と圧力で気体として存在しますが、他の多くの元素や化合物は特定の状況下で気体になる可能性があります。
ガスの例は次のとおりです。
二酸化炭素 (CO 2 ) と酸素 (O 2 ) は、生物にとって最も重要なガスです。
通常、地球の大気中に最も豊富に存在する 4 つのガスは次のとおりです。
* ヘリウム風船が浮く理由を知っていますか?
これは、ヘリウムの分子が大気中の窒素や酸素の分子よりも軽いため、その上に上昇するためです。
ガスには、次の測定可能な特性があります。
ここで、ガスの次の特性について説明しましょう。
1.気体には明確な形や体積がありません
気体の分子はランダムに動いています。これにより、充填する容器の容積を想定して膨張または収縮することができます。したがって、気体の体積は、その分子が移動する範囲を持つ容器の空間になります。この特性から、気体は液体または固体状態よりも多くの空間を占めていると推測できます。また、温度と圧力の変化によって、ガスは予測可能な量だけ収縮および膨張します。
2.気体は圧縮しやすい
応力が加えられた結果、物体または物質の体積の平均的な減少を圧縮すること。固体や液体と比較して、気体はより簡単に圧縮されます。なぜ？これは、ガス分子間に非常に多くのスペースがあるためです。そのため、ガスが圧縮されると、ガス粒子が互いに近づくように強制されるため、体積が減少し、結果として圧力が増加します。気温も上がります。圧縮ガスは多くの場面で使用されます。そのような状況の 1 つは病院で、肺が損傷した患者に呼吸を改善するために酸素が使用されることがよくあります。
3. ガスが膨張して容器を満たす
ガスは自発的に膨張して、あらゆる容器を満たします。しかし、容器が密閉されていないと、ガスが漏れます。たとえば、私たちがある部屋にいて、密閉されたボトルにガスが入っていると想像してみましょう。ボトルは完全にガスで満たされています。ボトルを開けると、ガスが部屋全体に広がっていくので、部屋はガスの新しい入れ物だとイメージできます。ガスも膨張して部屋を完全に満たします。ガスは膨張して容器を満たすため、ガスの体積は容器の体積に等しいと簡単に仮定できます。
4.拡散性
2 つ以上のガスが互いにすばやく簡単に混合し、分子間に多くの空間があるため、均一な混合物を形成できます。このプロセスは拡散と呼ばれます。
圧力、温度、体積、およびガスの量の関係は、3 つの基本的なガスの法則によって発見されます。
ガスについて議論すると、ガスのさまざまな分類を満たすことができます。それらのいくつかについて説明しましょう。
元素ガスとは何ですか?元素ガスは、標準の温度と圧力で気体として存在するガスです。圧力が変化した場合 (高いまたは低い)、または温度が変化した場合 (高いまたは低い)、要素は液体の形や固体の形などの異なる形で存在する可能性があります。
希ガスは、不活性ガスまたは希ガスとしても知られています。それらは、周期表のグループ VIII または国際純粋応用化学連合 (IUPAC) グループ 18 に位置しています。希ガスは次のとおりです。
オガネソンを除いて、これらの元素はすべて常温常圧で気体です。
純粋なガスは、いくつかの異なる形態を取ることができます。それらは個々の原子で構成されている可能性があり、その例はガスネオンです。酸素も1種類の物質でできているので純粋な気体ですが、単体の分子です。純粋なガスは、異なる原子で構成される化合物分子の場合もあります。二酸化炭素は純粋な気体と見なされますが、化合物分子でもあります。
混合ガスは、複数の種類の純粋なガスで構成されるガスです。
理想気体は、粒子間相互作用の影響を受けない多数のランダムに移動する点粒子で構成される理論上の気体です。理想気体の概念は、理想気体の法則に従うので便利です。
実在気体は、分子が空間を占有して相互作用する非理想気体であり、その結果、理想気体の法則を順守しません。
有毒ガス（または有毒ガス）は、生物に有害なガスです。一部の有毒ガスは、臭いによって検出可能であり、警告として役立ちます。例としては、一酸化炭素、塩素、二酸化窒素、ホスゲンがあります。
圧縮ガスは、通常の室温および圧力で気体であり、圧力下で、通常はシリンダー内に含まれている物質です。圧縮ガスは次のように分類できます。
ガスは、地球上の生命において多くの重要な役割を果たしています。酸素は、動物や植物にとって呼吸の過程で最も重要なガスです (酸素は最終的に、私たちの細胞が私たちが食べる食物からエネルギーを生成することを可能にする燃料です)。大気中のガスにより、植物は光合成のプロセスを実行できます。水蒸気 (大気ガス) は、水循環の重要な部分です。窒素は、アミノ酸、タンパク質、さらには DNA など、多くの細胞やプロセスの重要な部分です。植物でクロロフィルを作るのにも必要です。
日常生活におけるガスの用途には次のようなものがあります。
