אנו מסבירים מהו המצב הגזי וכמה מתכונותיו. בנוסף, הפיכת החומר למצב גזי ודוגמאות.
מהו המצב הגזי?
המצב הגזי מובן כאחד מארבעה מצבי צבירה של חומר, יחד עם המדינות מוצק, נוזל י פלזמטי.
חומרים במצב גזי נקראים "גזים" ומאופיינים בכך שיש להם חלקיקים מרכיבים מחוברים באופן רופף, כלומר, מורחבים בכל המיכל שבו הם נמצאים, כדי לכסות ככל האפשר את החלל הפנוי.
הדבר האחרון נובע מהעובדה שהחלקיקים המרכיבים את הגזים מציגים כוח משיכה קל מאוד זה לזה, ומסיבה זו אין להם צורה או תופסים כרך מוגדר ב מֶרחָב. מצד שני, ה צְפִיפוּת של גזים קטן בהרבה מזה של מוצקים ונוזלים, ויש להם גם מעט מאוד תגובה לכוח המשיכה.
בשל האינטראקציה המועטה בין חלקיקי הגז, הם תלויים עם השפעה מועטה מאוד מה כוח משיכה (אפשר לומר שהם "צפים"). בנוסף, למרות הלכידות הכמעט אפסית שלהם, לגזים יש יכולת דחיסה עצומה, שמתבצעת לרוב במהלך הטיפול התעשייתי שלהם להובלה.
התכונות הפיזיקליות של גז נתון (צבע, טעם, ריח) יכולות להשתנות בהתאם ליסודות המרכיבים אותו או המומסים בו. למשל, אותו אוויר הוא חסר צבע, חסר ריח וחסר טעם, בעוד פחמימנים כמו מתאן, יש להם ריח לא נעים טיפוסי ויכולים להופיע צֶבַע.
הפיכת החומר למצב גזי
ניתן להביא נוזלים או מוצקים מסוימים למצב גזי, בדרך כלל על ידי הכפפתם לשינויים דרסטיים מתמשכים ב טֶמפֶּרָטוּרָה לִי לַחַץ. באותו אופן אבל בכיוון ההפוך, גז יכול להפוך לנוזל או למוצק. ניתן ללמוד תהליכים אלה בנפרד, כדלקמן:
- מנוזל לגז: אידוי. טרנספורמציה זו מתרחשת כאשר היא מנוהלת חוֹם לנוזל. כאשר החלקיקים השטחיים ביותר שלו יכולים לשבור את מתח הפנים של הנוזל, החומר עובר למצב גזי. האידוי מתרחש בהדרגה, כך שהנוזל עובר לאט לשלב הגזי.
- מנוזל לגז: רְתִיחָה. טרנספורמציה זו מתרחשת כאשר אנרגיה קלורית לנוזל. כאשר, על ידי הגדלת הטמפרטורה שלו, הוא מגיע לנקודת הרתיחה שלו (טמפרטורה שבה לחץ האדים של הנוזל עולה בקנה אחד עם הלחץ המקיף את הנוזל), כל הנוזל עובר לשלב האדים, לכן אנו יכולים לראות בועות בפנים. הנוזל. מים, למשל, רותחים ב-100ºC והופכים לאדי מים.
- ממוצק לגז: הַאֲצָלָה. תהליך זה מתרחש כאשר מוצק הופך לגז מבלי להפוך קודם לכן לנוזל. דוגמה נראית בקטבים של כוכב לכת, שבו הטמפרטורה כל כך נמוכה עד שיצירת מים נוזליים בלתי אפשרית, אבל גם כך הקרח והשלג עוברים סובלימציה ישירות ל אַטמוֹספֵרָה.
- מגז לנוזל: הִתְעַבּוּת. תהליך פיזיקלי זה מתרחש כאשר גז הופך לנוזל על ידי הורדת הטמפרטורה שלו (הסרת חום). אידוי הוא תהליך הפוך של עיבוי. על ידי הפחתת אנרגיה, חלקיקי הגז נעים לאט יותר, מה שמאפשר להם ליצור אינטראקציה רבה יותר, ולכן כוחות המשיכה שלהם גדולים יותר. זה מה שקורה באטמוספירה כאשר, מתרחקים מה פני הקרקע, ה קיטור מים הוא מאבד טמפרטורה ויוצר עננים שבסופו של דבר נושרים בצורה של טיפות מים דרך התופעה הנקראת גשם.
- מגז למוצק: סובלימציה הפוכה. תהליך זה מתרחש כאשר, על ידי הסרת חום, גז עובר למצב מוצק מבלי לעבור את המצב הנוזלי. היא מתרחשת בתנאי לחץ ספציפיים שמכניסים את חלקיקי הגז לאינטראקציה גדולה יותר, הגורמת לגז לעבור ישירות למצב מוצק. דוגמה לכך היא הכפור המוצק למחצה המופיע בחלונות של יום חורפי.
דוגמאות למצב גזי
גז בוטאן הוא אורגני בטבעו.
כמה דוגמאות יומיומיות לחומר במצב גזי הן:
- קיטור מים. כאשר מים מתאדים, הם משנים מצב והופכים לאדים. אנו יכולים לבדוק זאת כאשר אנו מבשלים: כאשר נוזלים מסוימים רותחים אנו יכולים לראות את עמוד האדים יוצא מהסיר.
- אוויר. האוויר שאנו נושמים הוא מסה הומוגנית של גזים בעלי אופי שונה, כגון חמצן, מימן וחנקן, שהם בדרך כלל שקופים, חסרי צבע וריח.
- גָז בּוטָאן. זהו גז בעל טבע אורגני, המופק ממנו נֵפט, מורכב מפחמימנים דליקים. אנו משתמשים בו כדי לייצר חום ולהפעיל את המטבחים שלנו, ובמציתים.
- מתאן. זהו גז פחמימני נוסף, תוצר לוואי תכוף של פירוק ה- חומר אורגני. ניתן למצוא אותו בכמויות בביצות, בביצות, או אפילו במעיים של בן אדם. יש לו ריח לא נעים אופייני.