Αέριο
Το αέριο είναι μία από τις τέσσερις πιο κοινές καταστάσεις της ύλης. Σε ένα αέριο τα μόρια κινούνται ελεύθερα και είναι ανεξάρτητα μεταξύ τους. Αυτό το καθιστά διαφορετικό από ένα υγρό όπου τα μόρια είναι χαλαρά συνδεδεμένα. Είναι επίσης διαφορετικό από ένα στερεό όπου οι δεσμοί είναι ισχυροί και συγκρατούν τα μόρια μεταξύ τους.
Σε ένα καθαρό αέριο, κάθε μόριο μπορεί να αποτελείται από ένα άτομο. Μπορεί να είναι στοιχειώδες, όπου κάθε μόριο αποτελείται από περισσότερα από ένα άτομα του ίδιου ατόμου συνδεδεμένα μεταξύ τους. Μπορεί να είναι ενώσεις, όπου τα μόρια αποτελούνται από πολλούς τύπους ατόμων μαζί. Ένα παράδειγμα μονοατομικού αερίου είναι το νέον, ένα παράδειγμα στοιχειακού αερίου είναι το υδρογόνο και ένα παράδειγμα σύνθετου αερίου είναι το διοξείδιο του άνθρακα.
Ένα μείγμα αερίων περιέχει μείγμα οποιουδήποτε από τους παραπάνω τύπους, για παράδειγμα αέρα που αποτελείται από 78% άζωτο, 20% οξυγόνο και 2% αργό και διοξείδιο του άνθρακα.
Τα δηλητηριώδη αέρια χρησιμοποιήθηκαν ως χημικά όπλα στον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο, αλλά αργότερα απαγορεύτηκαν. Το φυσικό αέριο είναι ένα φυσικό μείγμα μεθανίου και άλλων αερίων.
Μια απεικόνιση του τυχαίου τρόπου με τον οποίο κινούνται τα μόρια των αερίων, χωρίς να είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους.
Φυσικά χαρακτηριστικά
Όλα τα αέρια μπορούν να ρέουν, όπως τα υγρά. Αυτό σημαίνει ότι τα μόρια κινούνται ανεξάρτητα το ένα από το άλλο. Τα περισσότερα αέρια είναι άχρωμα, όπως το υδρογόνο. Τα σωματίδια των αερίων εξαπλώνονται ή διαχέονται για να γεμίσουν όλο το χώρο σε οποιοδήποτε δοχείο, όπως ένα μπουκάλι ή ένα δωμάτιο. Σε σύγκριση με τα υγρά και τα στερεά, τα αέρια έχουν πολύ χαμηλή πυκνότητα και ιξώδες. Δεν μπορούμε να δούμε άμεσα τα περισσότερα αέρια, καθώς δεν έχουν χρώμα. Ωστόσο, είναι δυνατόν να μετρήσουμε την πυκνότητα, τον όγκο, τη θερμοκρασία και την πίεση τους.
Πίεση
Η πίεση είναι το μέτρο της δύναμης πίεσης που ασκεί κάτι σε ένα άλλο αντικείμενο. Σε ένα αέριο, αυτό είναι συνήθως το αέριο που πιέζει το δοχείο του αντικειμένου ή, αν το αέριο είναι βαρύ, κάτι μέσα στο αέριο. Η πίεση μετριέται σε pascal. Λόγω του τρίτου νόμου του Νεύτωνα, μπορούμε να αλλάξουμε την πίεση ενός αερίου ασκώντας δύναμη στο αντικείμενο που το περιέχει. Για παράδειγμα, συμπιέζοντας ένα μπουκάλι με αέρα στο εσωτερικό του, ασκούμε πίεση (δίνουμε μεγαλύτερη πίεση) στον αέρα που βρίσκεται μέσα του.
Όταν μιλάμε για αέριο, η πίεση σχετίζεται συχνά με το δοχείο. Πολύ αέριο σε ένα μικρό δοχείο θα είχε πολύ υψηλή πίεση. Μια μικρή ποσότητα αερίου σε ένα μεγάλο δοχείο θα είχε χαμηλή πίεση. Το αέριο μπορεί να δημιουργήσει το ίδιο πίεση όταν υπάρχει πολύ από αυτό. Το βάρος του αερίου δημιουργεί πίεση σε οτιδήποτε βρίσκεται κάτω από αυτό, συμπεριλαμβανομένου άλλου αερίου. Σε έναν πλανήτη, αυτό ονομάζεται ατμοσφαιρική πίεση.
Θερμοκρασία
Η θερμοκρασία ενός αερίου είναι το πόσο ζεστό ή κρύο είναι. Στη φυσική μετριέται συνήθως σε kelvins, αν και οι βαθμοί Κελσίου χρησιμοποιούνται περισσότερο αλλού. Σε ένα αέριο, η μέση ταχύτητα (πόσο γρήγορα κινούνται) των μορίων σχετίζεται με τη θερμοκρασία. Όσο πιο γρήγορα κινούνται τα μόρια του αερίου, τόσο περισσότερο συγκρούονται ή συνθλίβονται μεταξύ τους. Αυτές οι συγκρούσεις απελευθερώνουν ενέργεια, η οποία σε ένα αέριο εμφανίζεται με τη μορφή θερμότητας. Αντίθετα, αν η θερμοκρασία γύρω από το αέριο γίνει θερμότερη, τότε τα σωματίδια του αερίου θα μετατρέψουν τη θερμική ενέργεια σε κινητική ενέργεια, με αποτέλεσμα να κινούνται ταχύτερα και το αέριο να γίνεται θερμότερο.
Αλλαγές κατάστασης
Ένα αέριο μπορεί να περάσει από δύο διαφορετικές αλλαγές κατάστασης. Εάν η θερμοκρασία είναι αρκετά χαμηλή, το αέριο μπορεί να συμπυκνωθεί και να μετατραπεί σε υγρό. Μερικές φορές, αν η θερμοκρασία είναι αρκετά χαμηλή, μπορεί να περάσει από εναπόθεση, όπου μετατρέπεται κατευθείαν σε στερεό. Κανονικά ένα αέριο πρέπει πρώτα να συμπυκνωθεί σε υγρό και στη συνέχεια να παγώσει για να γίνει στερεό, αλλά αν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή μπορεί να παραλείψει το στάδιο του υγρού και να γίνει αμέσως στερεό. Ο παγετός στο έδαφος το χειμώνα προκαλείται από αυτό. Οι υδρατμοί (ένα αέριο) εισέρχονται στον αέρα που είναι πολύ κρύος, και γίνονται αμέσως πάγος λόγω εναπόθεσης.
Σχετικές σελίδες
- Ιδανικό αέριο
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι είναι ένα αέριο;
A: Ένα αέριο είναι μία από τις τέσσερις καταστάσεις της ύλης όπου τα μόρια κινούνται ελεύθερα και δεν είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους.
Ερ: Σε τι διαφέρουν τα μόρια σε ένα αέριο από εκείνα σε ένα υγρό;
Α: Σε ένα αέριο, τα μόρια δεν είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους, ενώ σε ένα υγρό, τα μόρια είναι χαλαρά συνδεδεμένα ή ακουμπούν μεταξύ τους.
Ερ: Σε τι διαφέρουν τα μόρια σε ένα αέριο από εκείνα σε ένα στερεό;
Α: Σε ένα αέριο, οι μοριακοί δεσμοί είναι ασθενείς, ενώ σε ένα στερεό, οι μοριακοί δεσμοί είναι ισχυροί, συγκρατώντας τα μόρια μαζί σε ένα σχήμα.
Ερ: Ένα αέριο έχει μόνο έναν όγκο όπως ένα υγρό ή ένα στερεό;
Α: Όχι, ένα αέριο μπορεί να διαστέλλεται μέχρι να γεμίσει το δοχείο στο οποίο βρίσκεται, σε αντίθεση με ένα υγρό ή στερεό.
Ερ: Ποιοι διαφορετικοί τύποι μορίων αερίων υπάρχουν;
Α: Υπάρχουν καθαρά αέρια με μεμονωμένα άτομα, στοιχειακά αέρια με περισσότερα από ένα άτομα του ίδιου ατόμου συνδεδεμένα μεταξύ τους και σύνθετα αέρια με πολλούς τύπους ατόμων μαζί.
Ερ: Μπορείτε να αναφέρετε ένα παράδειγμα μονοατομικού αερίου;
Α: Ναι, ένα παράδειγμα μονοατομικού αερίου είναι το νέον.
Ερ: Τι είναι ένα μίγμα αερίων;
A: Ένα αέριο μείγμα περιέχει ένα μείγμα οποιουδήποτε από τους τύπους αερίων που αναφέρθηκαν παραπάνω, όπως ο αέρας που αποτελείται από 87% άζωτο, 0,2% οξυγόνο, 13,7% αργό και διοξείδιο του άνθρακα σε ίχνη.
