Как мы уже знаем, вся материя на Земле существует в форме твердого тела, жидкости или газа, и все твердые тела, жидкости и газы состоят из чрезвычайно крошечных частиц, называемых атомами и молекулами. Но все три состояния материи отличаются одно от другого.
В этом уроке мы узнаем более подробно о газах. Мы собираемся обсудить следующее:
Повсюду вокруг нас газы. Газы, как и другие формы вещества, обладают такими физическими свойствами, как цвет, запах и вкус, но в целом газы, как правило, не имеют цвета и запаха. Воздух, которым мы дышим, представляет собой смесь газов. Водяной пар и водяной пар представляют собой воду в газовой фазе (пар - это газовая фаза веществ, которые являются твердыми или жидкими при стандартных температурах и давлениях). Даже внутри нашего тела присутствуют газы.
Газы - это состояние вещества, в котором частицы обычно очень далеко друг от друга, движутся очень быстро и не особенно притягиваются друг к другу. Газ - это состояние вещества, которое не имеет фиксированной формы и фиксированного объема. Газ представляет собой воздухоподобное вещество, которое расширяется, заполняя пространство, в котором находится. Газы имеют более низкую плотность, чем другие состояния вещества. Между частицами много пустого пространства. Частицы в газах обладают большой кинетической энергией. Они движутся очень быстро и сталкиваются друг с другом, заставляя их рассеиваться или распространяться до тех пор, пока они не будут равномерно распределены по объему контейнера. Одна из самых замечательных особенностей газов заключается в том, что они вообще не имеют структуры.
Многие элементы существуют в виде газов при стандартной температуре и давлении, в то время как многие другие элементы и соединения могут стать газами при определенных обстоятельствах.
Вот некоторые примеры газа:
Двуокись углерода (CO 2 ) и кислород (O 2 ) являются наиболее важными газами для живых организмов.
Обычно четыре самых распространенных газа в атмосфере Земли:
* Вы знаете, почему плавают гелиевые шары?
Это потому, что молекулы гелия легче, чем молекулы азота и кислорода в нашей атмосфере, и поэтому они поднимаются над ней.
Газы обладают следующими измеримыми свойствами:
Обсудим теперь следующую характеристику газов.
1. газы не имеют определенной формы или объема
Молекулы газа движутся беспорядочно. Это позволяет им расширяться или сжиматься, чтобы принять объем наполняемой емкости. Следовательно, объем газа будет пространством контейнера, в котором его молекулы могут двигаться. Исходя из этого свойства, мы можем предположить, что газы занимают больше места, чем в жидком или твердом состоянии. Кроме того, при изменении температуры и давления газы сжимаются и расширяются на предсказуемые величины.
2. Газы легко сжимаются.
Сжать означает уменьшение объема любого объекта или вещества в результате приложенного напряжения. По сравнению с твердыми телами и жидкостями газы сжимаются легче. Почему? Это потому, что между молекулами газа так много места. Таким образом, когда газ сжимается, частицы газа прижимаются друг к другу, поэтому объем уменьшается, а результирующее давление увеличивается. Температура тоже повышается. Сжатые газы используются во многих ситуациях. Одна из таких ситуаций - в больницах, где кислород часто используется для пациентов с поврежденными легкими, чтобы помочь им лучше дышать.
3. Газы расширяются и заполняют свои контейнеры.
Газы самопроизвольно расширяются и заполняют любую емкость. Но если емкость не запечатать, газ выйдет наружу. Например, представим, что мы находимся в какой-то комнате и у нас есть газ в закрытом баллоне. Баллон полностью заполнен газом. Если мы откроем баллон, газ распространится по всей комнате, поэтому мы можем представить комнату как новый контейнер для газа. Газ расширяется и полностью заполняет комнату. Поскольку газы расширяются, заполняя свои контейнеры, мы можем легко предположить, что объем газа равен объему его контейнера.
4. Диффузия.
Два или более газа могут быстро и легко смешиваться друг с другом и могут образовывать гомогенную смесь, потому что между молекулами много места. Этот процесс называется диффузией.
Взаимосвязь давления, температуры, объема и количества газа обнаруживается с помощью трех основных газовых законов.
Обсуждая газы, мы можем встретить разные классификации газов. Давайте обсудим некоторые из них.
Что такое элементарные газы? Элементарные газы - это газы, которые существуют в виде газов при стандартной температуре и давлении . При изменении давления (выше или ниже) или при изменении температуры (выше или ниже) элемент может существовать в другой форме, например, в жидкой или твердой форме.
Благородные газы также известны как инертные газы или инертные газы. Они находятся в группе VIII или в группе 18 Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC) периодической таблицы. Благородные газы:
За исключением Оганессона, все эти элементы являются газами при обычной температуре и давлении.
Чистые газы могут иметь несколько различных форм. Они могут состоять из отдельных атомов, например, газовый неон. Кислород также является чистым газом, потому что он состоит из одного типа элементов, но представляет собой элементарную молекулу. Чистые газы также могут быть составными молекулами, состоящими из разных атомов. Углекислый газ можно считать чистым газом, но это также составная молекула.
Смешанные газы - это газы, состоящие из более чем одного вида чистого газа.
Идеальный газ - это теоретический газ, состоящий из множества случайно движущихся точечных частиц, которые не подвергаются межчастичным взаимодействиям. Концепция идеального газа полезна, потому что она подчиняется закону идеального газа.
Настоящие газы - это неидеальные газы, молекулы которых занимают пространство и взаимодействуют друг с другом, следовательно, они не подчиняются закону идеального газа.
Токсичные газы (или ядовитые газы) - это газы, вредные для живых существ. Некоторые токсичные газы можно обнаружить по запаху, который может служить предупреждением. Примерами являются монооксид углерода, хлор, диоксид азота и фосген.
Сжатые газы - это вещества, которые представляют собой газ при нормальной комнатной температуре и давлении и содержатся под давлением, обычно в баллоне. Сжатые газы можно разделить на:
Газы играют важную роль в жизни на Земле. Кислород - самый важный газ для животных и растений в процессе дыхания (кислород, в конечном счете, является топливом, которое позволяет нашим клеткам вырабатывать энергию из пищи, которую мы едим). Газы в атмосфере позволяют растениям осуществлять процесс фотосинтеза. Водяной пар (который является атмосферным газом) является неотъемлемой частью круговорота воды. Азот является важной частью многих клеток и процессов, таких как аминокислоты, белки и даже наша ДНК. Также он необходим для производства хлорофилла в растениях.
Некоторые виды использования газа в повседневной жизни включают:
