Як ми вже знаємо, уся матерія на Землі існує у формі твердого тіла, рідини або газу, і всі тверді тіла, рідини та гази складаються з надзвичайно дрібних частинок, які називаються атомами та молекулами. Але всі три стани речовини відрізняються один від одного.
На цьому уроці ми детальніше познайомимося з газами. Ми збираємося обговорити наступне:
Гази навколо нас всюди. Гази, як і інші форми матерії, мають такі фізичні властивості, як колір, запах і смак, але загалом гази, як правило, не мають кольору та запаху. Повітря, яким ми дихаємо, є сумішшю газів. Водяна пара та водяна пара — це вода в газовій фазі (пара — це газоподібна фаза речовин, які є твердими або рідкими за стандартних температур і тиску). Навіть усередині нашого тіла присутні гази.
Гази – це стан речовини, в якому частинки зазвичай знаходяться на дуже великій відстані одна від одної, рухаються дуже швидко та не особливо притягуються одна до одної. Газ – це стан речовини, який не має фіксованої форми та фіксованого об’єму. Газ — це речовина, подібна до повітря, яка розширюється, заповнюючи простір, у якому вона знаходиться. Гази мають меншу густину, ніж інші стани речовини. Між частинками є великий порожній простір. Частинки в газах мають велику кінетичну енергію. Вони рухаються дуже швидко і стикаються один з одним, змушуючи їх дифундувати або поширюватися, поки вони не будуть рівномірно розподілені по всьому об’єму контейнера. Однією з найбільш примітних особливостей газів є те, що вони, здається, взагалі не мають структури.
Багато елементів існують у вигляді газів за стандартної температури та тиску, тоді як багато інших елементів і сполук можуть стати газами за певних обставин.
Деякі приклади газу:
Вуглекислий газ (CO 2 ) і кисень (O 2 ) є найважливішими газами для живих організмів.
Зазвичай 4 найпоширеніші гази в атмосфері Землі:
* Чи знаєте ви, чому повітряні кульки з гелієм плавають?
Це тому, що молекули гелію легші за молекули азоту та кисню нашої атмосфери, тому вони піднімаються над нею.
Гази мають такі вимірювані властивості:
Тепер обговоримо наступну характеристику газів.
1. Гази не мають певної форми чи об’єму
Молекули газу безладно рухаються. Це дозволяє їм розширюватися або звужуватися відповідно до об’єму контейнера, який вони заповнюють. Тому об’ємом газу буде простір контейнера, в якому його молекули мають діапазон руху. З цієї властивості можна припустити, що гази займають більше місця, ніж у рідкому або твердому стані. Крім того, через зміни температури та тиску гази стискаються та розширюються на передбачувану кількість.
2. Гази легко стискаються
Стискати означає зменшення об'єму будь-якого предмета або речовини в результаті прикладеної напруги. Порівняно з твердими тілами та рідинами гази стискаються легше. чому Це тому, що між молекулами газу так багато простору. Отже, коли газ стискається, частинки газу зближуються, тому об’єм зменшується, а результуючий тиск зростає. Також підвищується температура. Стиснені гази використовуються в багатьох ситуаціях. Однією з таких ситуацій є лікарні, коли пацієнтам із пошкодженими легенями часто використовують кисень, щоб допомогти їм дихати краще.
3. Гази розширюються, заповнюючи свої вмістилища
Гази спонтанно розширюються, заповнюючи будь-який контейнер. Але якщо ємність не запечатана, газ буде виходити. Наприклад, уявімо, що ми знаходимося в якійсь кімнаті і маємо трохи газу в закритому балоні. Балон повністю заповнений газом. Якщо ми відкриємо пляшку, газ пошириться по всій кімнаті, тому ми можемо уявити кімнату як новий контейнер для газу. Газ розширюється, повністю заповнюючи кімнату. Оскільки гази розширюються, заповнюючи свої контейнери, ми можемо легко припустити, що об’єм газу дорівнює об’єму його контейнера.
4. Дифузійність
Два або більше газів можуть швидко й легко змішуватися один з одним і утворювати однорідну суміш, оскільки між молекулами є багато простору. Цей процес називається дифузією.
Взаємозв’язок між тиском, температурою, об’ємом і кількістю газу визначається трьома основними газовими законами.
Обговорюючи гази, можна зустріти різні класифікації газів. Давайте обговоримо деякі з них.
Що таке елементарні гази? Елементарні гази - це гази, які існують у вигляді газів при стандартній температурі та тиску . Коли тиск змінюється (вищий або нижчий) або коли змінюється температура (вищий або нижчий), тоді елемент може існувати в іншій формі, наприклад у рідкій формі або твердій формі.
Благородні гази також відомі як інертні гази або рідкісні гази. Вони розташовані в групі VIII або групі 18 Міжнародного союзу теоретичної та прикладної хімії (IUPAC) періодичної таблиці. До благородних газів відносяться:
За винятком Оганессона, всі ці елементи є газами при звичайній температурі та тиску.
Чисті гази можуть мати кілька різних форм. Вони можуть складатися з окремих атомів, наприклад, газ неон. Кисень також є чистим газом, оскільки він складається з одного типу предметів, але є елементарною молекулою. Чисті гази також можуть бути складними молекулами, які складаються з різних атомів. Вуглекислий газ можна вважати чистим газом, але він також є складною молекулою.
Змішані гази - це гази, які складаються з більш ніж одного виду чистого газу.
Ідеальний газ — це теоретичний газ, що складається з багатьох хаотично рухомих точкових частинок, які не зазнають взаємодії між частинками. Концепція ідеального газу корисна, оскільки вона підкоряється закону ідеального газу.
Реальні гази - це неідеальні гази, молекули яких займають простір і взаємодіють, отже, вони не дотримуються закону ідеального газу.
Токсичні гази (або шкідливі гази) — це гази, шкідливі для живих істот. Деякі токсичні гази можна виявити за запахом, який може служити попередженням. Прикладами є чадний газ, хлор, діоксид азоту та фосген.
Стиснуті гази — це речовини, які є газоподібними при нормальній кімнатній температурі та тиску та містяться під тиском, як правило, у балоні. Стиснуті гази можна класифікувати як:
Гази відіграють багато вирішальних ролей у житті на Землі. Кисень є найважливішим газом для тварин і рослин для процесу дихання (кисень, зрештою, є паливом, яке дозволяє нашим клітинам виробляти енергію з їжі, яку ми їмо). Гази в атмосфері дозволяють рослинам здійснювати процес фотосинтезу. Водяна пара (яка є атмосферним газом) є важливою частиною кругообігу води. Азот є важливою частиною багатьох клітин і процесів, таких як амінокислоти, білки і навіть наша ДНК. Він також необхідний для вироблення хлорофілу в рослинах.
Деякі види використання газу в повсякденному житті включають:
