Như chúng ta đã biết, mọi vật chất trên Trái đất đều tồn tại ở dạng rắn, lỏng hoặc khí và các chất rắn, lỏng và khí đều được tạo thành từ các hạt cực nhỏ gọi là nguyên tử và phân tử. Nhưng cả ba trạng thái của vật chất đều khác nhau.
Trong bài học này, chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết hơn về khí. Chúng ta sẽ thảo luận về những điều sau đây:
Khí ở khắp mọi nơi xung quanh chúng ta. Khí, giống như các dạng vật chất khác, có các tính chất vật lý như màu sắc, mùi và vị, nhưng nói chung, khí có xu hướng không màu và không mùi. Không khí mà chúng ta hít thở là một hỗn hợp khí. Hơi nước và hơi nước là nước ở pha khí (Hơi là pha khí của các chất ở thể rắn hoặc lỏng ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn). Ngay cả bên trong cơ thể chúng ta, khí cũng có mặt.
Khí là trạng thái của vật chất trong đó các hạt thường ở rất xa nhau, chuyển động rất nhanh và không đặc biệt hút nhau. Khí là trạng thái vật chất không có hình dạng cố định và thể tích cố định. Khí là một chất giống như không khí, nở ra để lấp đầy không gian chứa nó. Khí có tỷ trọng thấp hơn các trạng thái khác của vật chất. Có rất nhiều khoảng trống giữa các hạt. Các hạt trong chất khí có nhiều động năng. Chúng di chuyển rất nhanh và va chạm vào nhau khiến chúng khuếch tán hoặc lan rộng ra cho đến khi chúng phân bố đều trong thể tích của bình chứa. Một trong những đặc điểm đáng chú ý nhất của chất khí là chúng dường như không có cấu trúc nào cả.
Nhiều nguyên tố tồn tại dưới dạng khí ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn, trong khi nhiều nguyên tố và hợp chất khác có thể trở thành khí trong những trường hợp nhất định.
Một số ví dụ về khí là:
Carbon dioxide (CO 2 ) và oxy (O 2 ) là những khí quan trọng nhất đối với các sinh vật sống.
Thông thường, 4 loại khí phong phú nhất trong bầu khí quyển của Trái đất là:
* Bạn có biết tại sao bóng bay heli lại nổi không?
Đó là bởi vì các phân tử Helium nhẹ hơn các phân tử nitơ và oxy trong bầu khí quyển của chúng ta và vì vậy chúng vượt lên trên nó.
Khí có các đặc tính có thể đo được sau đây:
Bây giờ chúng ta hãy thảo luận về đặc tính sau đây của chất khí.
1.Khí không có hình dạng, thể tích xác định
Các phân tử khí chuyển động ngẫu nhiên. Điều đó cho phép chúng mở rộng hoặc co lại để đảm nhận khối lượng của thùng chứa mà chúng đang lấp đầy. Do đó, thể tích của một chất khí sẽ là khoảng không gian của vật chứa trong đó các phân tử của nó có phạm vi chuyển động. Từ tính chất này, chúng ta có thể giả định rằng các chất khí đang chiếm nhiều không gian hơn so với ở trạng thái lỏng hoặc rắn. Ngoài ra, do những thay đổi về nhiệt độ và áp suất, các chất khí co lại và giãn ra theo lượng có thể dự đoán được.
2. Chất khí dễ nén
Để nén có nghĩa là giảm thể tích của bất kỳ vật thể hoặc chất nào do ứng suất tác dụng. So với chất rắn và chất lỏng, chất khí sẽ nén dễ dàng hơn. Tại sao? Đó là bởi vì có quá nhiều không gian giữa các phân tử khí. Vì vậy, khi một chất khí bị nén, các phân tử khí bị ép lại gần nhau hơn, do đó thể tích giảm và áp suất tăng lên. Nhiệt độ cũng tăng theo. Khí nén được sử dụng trong nhiều tình huống. Một trong những tình huống như vậy là trong các bệnh viện khi oxy thường được sử dụng cho những bệnh nhân bị tổn thương phổi để giúp họ thở tốt hơn.
3. Khí nở ra để lấp đầy bình chứa của chúng
Khí tự nhiên nở ra để lấp đầy bất kỳ vật chứa nào. Nhưng nếu bình chứa không kín khí sẽ thoát ra ngoài. Ví dụ, hãy tưởng tượng rằng chúng ta đang ở trong một căn phòng nào đó và có một ít khí gas trong một cái chai đậy kín. Chai được đổ đầy khí. Nếu chúng ta mở chai, khí sẽ tỏa ra khắp phòng, vì vậy chúng ta có thể tưởng tượng căn phòng như một bình chứa khí mới. Khí cũng nở ra để lấp đầy hoàn toàn căn phòng. Bởi vì chất khí nở ra để lấp đầy bình chứa của chúng, nên chúng ta có thể dễ dàng giả định rằng thể tích của chất khí bằng thể tích của bình chứa nó.
4. Độ khuếch tán
Hai hoặc nhiều khí có thể trộn lẫn với nhau một cách nhanh chóng và dễ dàng và có thể tạo thành một hỗn hợp đồng nhất vì có nhiều khoảng trống giữa các phân tử. Quá trình này được gọi là khuếch tán.
Mối quan hệ của áp suất, nhiệt độ, thể tích và lượng khí được khám phá bởi ba định luật khí cơ bản.
Bàn về chất khí chúng ta có thể gặp những cách phân loại chất khí khác nhau. Hãy thảo luận về một số trong số họ.
các khí nguyên tố là gì? Khí nguyên tố là khí tồn tại dưới dạng khí ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn . Khi thay đổi áp suất (cao hơn hoặc thấp hơn), hoặc khi thay đổi nhiệt độ (cao hơn hoặc thấp hơn) thì nguyên tố có thể tồn tại ở các dạng khác nhau như ở thể lỏng hoặc thể rắn.
Khí hiếm còn được gọi là khí trơ hoặc khí hiếm. Chúng nằm trong Nhóm VIII hoặc Liên minh Hóa học Thuần túy và Ứng dụng Quốc tế (IUPAC) nhóm 18 của bảng tuần hoàn. Các khí trơ là:
Ngoại trừ Oganesson, tất cả các nguyên tố này đều là chất khí ở nhiệt độ và áp suất thông thường.
Khí tinh khiết có thể có nhiều dạng khác nhau. Chúng có thể được tạo thành từ các nguyên tử riêng lẻ, một ví dụ là khí neon. Oxy cũng là một loại khí tinh khiết vì nó được tạo thành từ một loại vật phẩm, nhưng là một phân tử nguyên tố. Khí tinh khiết cũng có thể là các phân tử hợp chất, bao gồm các nguyên tử khác nhau. Carbon dioxide sẽ được coi là một loại khí tinh khiết, nhưng nó cũng là một phân tử hợp chất.
Khí hỗn hợp là khí bao gồm nhiều hơn một loại khí tinh khiết.
Khí lý tưởng là khí lý thuyết bao gồm nhiều hạt điểm chuyển động ngẫu nhiên không chịu tương tác giữa các hạt. Khái niệm khí lý tưởng rất hữu ích vì nó tuân theo định luật khí lý tưởng.
Khí thực là khí không lý tưởng mà các phân tử chiếm không gian và có tương tác với nhau, do đó chúng không tuân theo định luật khí lý tưởng.
Khí độc (hay khí độc hại) là những khí có hại cho sinh vật. Một số loại khí độc có thể phát hiện được bằng mùi, có thể dùng để cảnh báo. Ví dụ như carbon monoxide, clo, nitrogen dioxide, và phosgene.
Khí nén là những chất là khí ở nhiệt độ và áp suất phòng bình thường, và được chứa dưới áp suất, thường là trong xi lanh. Khí nén có thể được phân loại là:
Khí có nhiều vai trò quan trọng trong sự sống trên Trái đất. Oxy là loại khí quan trọng nhất đối với động vật và thực vật trong quá trình hô hấp (oxy cuối cùng là nhiên liệu cho phép các tế bào của chúng ta tạo ra năng lượng từ thực phẩm chúng ta ăn). Khí trong khí quyển cho phép thực vật thực hiện quá trình quang hợp. Hơi nước (là một loại khí trong khí quyển), là một phần thiết yếu của chu trình nước. Nitơ là một phần quan trọng của nhiều tế bào và quá trình như axit amin, protein và thậm chí cả DNA của chúng ta. Nó cũng cần thiết để tạo ra chất diệp lục trong thực vật.
Một số ứng dụng của gas trong cuộc sống hàng ngày bao gồm:
