Gáz
A gáz a négy leggyakoribb halmazállapot egyike. A gázban a molekulák szabadon mozognak és függetlenek egymástól. Ez különbözteti meg a folyadéktól, ahol a molekulák lazán kapcsolódnak egymáshoz. Szintén különbözik a szilárd anyagtól, ahol a kötések erősek és összetartják a molekulákat.
Tiszta gázban minden molekula egy-egy atomból állhat. Lehet elemi, ahol minden molekula egynél több azonos atomból áll, amelyek egymással összekapcsolódnak. Lehet vegyület, ahol a molekulák többféle atomból állnak együtt. Az egyatomos gázra példa a neon, az elemi gázra példa a hidrogén, az összetett gázra példa a szén-dioxid.
A gázkeverék a fenti típusok bármelyikének keverékét tartalmazza, például a levegő 78% nitrogénből, 20% oxigénből, 2% argonból és szén-dioxidból áll.
A mérges gázokat vegyi fegyverként használták az első világháborúban, de később betiltották. A földgáz metán és más gázok természetes keveréke.
A gázmolekulák véletlenszerű, egymáshoz nem kötődő mozgásának illusztrációja.
Fizikai jellemzők
Minden gáz képes áramlani, akárcsak a folyadékok. Ez azt jelenti, hogy a molekulák egymástól függetlenül mozognak. A legtöbb gáz színtelen, mint a hidrogén. A gázrészecskék szétterjednek, azaz diffundálnak, hogy kitöltsék az összes helyet bármely tartályban, például egy palackban vagy egy szobában. A folyadékokhoz és szilárd anyagokhoz képest a gázok sűrűsége és viszkozitása nagyon alacsony. A legtöbb gázt nem látjuk közvetlenül, mivel nincs színük. Sűrűségük, térfogatuk, hőmérsékletük és nyomásuk azonban mérhető.
Nyomás
A nyomás annak a mértéke, hogy mekkora nyomóerőt gyakorol valami egy másik tárgyra. Egy gáz esetében ez általában a gáz nyomása a tárgy tartályára, vagy ha a gáz nehéz, akkor a gáz belsejében lévő valamire. A nyomást pascalban mérik. Newton harmadik törvénye alapján a gáz nyomását úgy tudjuk megváltoztatni, hogy erőt fejtünk ki a gázt tartalmazó tárgyra. Ha például összenyomunk egy palackot, amelyben levegő van, a benne lévő levegő nyomást gyakorol (nagyobb nyomást ad).
Amikor gázról beszélünk, a nyomás gyakran a tartályhoz kapcsolódik. Ha sok gáz van egy kis tartályban, akkor nagyon nagy a nyomás. Egy kis mennyiségű gáz egy nagy tartályban alacsony nyomást jelentene. A gáz maga is tud nyomást létrehozni, ha sok van belőle. A gáz súlya nyomást gyakorol mindenre, ami alatta van, beleértve más gázokat is. Egy bolygón ezt nevezzük légköri nyomásnak.
Hőmérséklet
A gáz hőmérséklete azt jelenti, hogy mennyire meleg vagy hideg. A fizikában általában kelvinben mérik, bár máshol inkább Celsius-fokokat használnak. Egy gázban a molekulák átlagos sebessége (milyen gyorsan mozognak) összefügg a hőmérséklettel. Minél gyorsabban mozognak a gázmolekulák, annál inkább ütköznek, illetve ütköznek egymásnak. Ezek az ütközések energiát szabadítanak fel, amely a gázban hő formájában jelentkezik. Ezzel szemben, ha a gáz körül a hőmérséklet melegebbé válik, akkor a gázrészecskék a hőenergiát mozgási energiává alakítják át, így gyorsabban mozognak, és a gáz forróbbá válik.
Állapotváltozások
Egy gáz két különböző állapotváltozáson mehet keresztül. Ha a hőmérséklet elég alacsony, a gáz kondenzálódhat és folyadékká alakulhat. Néha, ha a hőmérséklet elég alacsony, a gáz lerakódáson mehet keresztül, ahol egyenesen szilárd anyaggá alakul át. Normális esetben egy gáznak először folyadékká kell kondenzálódnia, majd megfagynia, hogy szilárddá váljon, de ha a hőmérséklet nagyon alacsony, akkor kihagyhatja a folyékony szakaszt, és azonnal szilárddá válhat. Télen a talajon lévő fagyot ez okozza. A vízgőz (gáz) a nagyon hideg levegőbe kerül, és a lerakódás következtében azonnal jéggé válik.
Kapcsolódó oldalak
- Ideális gáz
Kérdések és válaszok
K: Mi az a gáz?
V: A gáz az anyag négy halmazállapotának egyike, ahol a molekulák szabadon mozognak, és nem kapcsolódnak egymáshoz.
K: Miben különböznek a gázban lévő molekulák a folyadékban lévőktől?
V: A gázban a molekulák nem kapcsolódnak egymáshoz, míg a folyadékban a molekulák lazán kapcsolódnak vagy érintkeznek egymással.
K: Miben különböznek a gázban lévő molekulák a szilárd anyagban lévőktől?
V: A gázban a molekuláris kötések gyengék, míg a szilárd anyagban a molekuláris kötések erősek, és egy alakban tartják össze a molekulákat.
K: A gáznak csak egy térfogata van, mint a folyadéknak vagy a szilárd anyagnak?
V: Nem, a gázok kitágulhatnak, amíg ki nem töltik a benne lévő tartályt, ellentétben a folyadékokkal és a szilárd anyagokkal.
K: Milyen különböző típusú gázmolekulák léteznek?
V: Vannak tiszta gázok egyedi atomokkal, elemi gázok, amelyekben egynél több azonos atom van egymáshoz kötve, és összetett gázok, amelyekben többféle atom van együtt.
K: Tudsz példát mondani egy egyatomos gázra?
V: Igen, az egyatomos gázra példa a neon.
K: Mi az a gázkeverék?
V: A gázkeverék a fent említett gáztípusok bármelyikének keverékét tartalmazza, például a levegő, amely 87%-ban nitrogénből, 0,2%-ban oxigénből, 13,7%-ban argonból és nyomokban szén-dioxidból áll.
