Εξηγούμε ποια είναι η αέρια κατάσταση και μερικές από τις ιδιότητές της. Επιπλέον, η μετατροπή της ύλης σε αέρια κατάσταση και παραδείγματα.
Ποια είναι η αέρια κατάσταση;
Η αέρια κατάσταση νοείται ως μία από τις τέσσερις καταστάσεις συσσώρευσης ύλης, μαζί με τα κράτη στερεός, υγρό Υ πλασματικός.
Οι ουσίες σε αέρια κατάσταση ονομάζονται «αέρια» και χαρακτηρίζονται από το ότι έχουν τους σωματίδια συστατικά χαλαρά ενωμένα μεταξύ τους, δηλαδή εκτεταμένα σε όλο το δοχείο όπου βρίσκονται, για να καλύπτουν όσο το δυνατόν περισσότερο τον διαθέσιμο χώρο.
Το τελευταίο οφείλεται στο γεγονός ότι τα σωματίδια που συνθέτουν τα αέρια παρουσιάζουν μια πολύ ελαφριά ελκτική δύναμη μεταξύ τους και για το λόγο αυτό δεν έχουν σχήμα ή καταλαμβάνουν Ενταση ΗΧΟΥ ορίζεται στο χώρος. Από την άλλη πλευρά, το πυκνότητα των αερίων είναι πολύ μικρότερο από αυτό των στερεών και των υγρών, και επίσης έχουν πολύ μικρή απόκριση στη βαρύτητα.
Λόγω της μικρής αλληλεπίδρασης μεταξύ των σωματιδίων αερίου, αιωρούνται με πολύ μικρή επίδραση από το βαρύτητα (Μπορεί να λεχθεί ότι «επιπλέουν»). Επιπλέον, παρά τη σχεδόν μηδενική συνοχή τους, τα αέρια έχουν τεράστια ικανότητα συμπίεσης, η οποία συχνά πραγματοποιείται κατά τη βιομηχανική επεξεργασία τους για μεταφορά.
Οι φυσικές ιδιότητες ενός δεδομένου αερίου (χρώμα, γεύση, οσμή) μπορεί να ποικίλλουν ανάλογα με τα στοιχεία που το αποτελούν ή που είναι διαλυμένα σε αυτό. Για παράδειγμα, αυτός αέρας είναι άχρωμο, άοσμο και άγευστο, ενώ υδρογονάνθρακες όπως το μεθάνιο, έχουν μια τυπική δυσάρεστη οσμή και μπορούν να εμφανιστούν χρώμα.
Μετατροπή της ύλης σε αέρια κατάσταση
Είναι δυνατό να έρθουν ορισμένα υγρά ή στερεά σε αέρια κατάσταση, συνήθως υποβάλλοντάς τα σε συνεχείς δραστικές αλλαγές θερμοκρασία μου Πίεση. Με τον ίδιο τρόπο αλλά προς την αντίθετη κατεύθυνση, ένα αέριο μπορεί να μετατραπεί σε υγρό ή στερεό. Αυτές οι διαδικασίες μπορούν να μελετηθούν χωριστά, ως εξής:
- Από υγρό σε αέριο: εξάτμιση. Αυτός ο μετασχηματισμός συμβαίνει όταν χορηγείται θερμότητα στο υγρό. Όταν τα πιο επιφανειακά σωματίδια του μπορούν να σπάσουν την επιφανειακή τάση του υγρού, η ουσία περνά σε αέρια κατάσταση. Η εξάτμιση γίνεται σταδιακά, έτσι το υγρό πηγαίνει αργά στην αέρια φάση.
- Από υγρό σε αέριο: βρασμός. Αυτός ο μετασχηματισμός συμβαίνει όταν θερμιδική ενέργεια σε ένα υγρό. Όταν, αυξάνοντας τη θερμοκρασία του, φτάσει στο σημείο βρασμού του (θερμοκρασία στην οποία η τάση ατμών του υγρού συμπίπτει με την πίεση που περιβάλλει το υγρό), όλο το υγρό περνά στη φάση ατμού, γι' αυτό μπορούμε να δούμε φυσαλίδες μέσα το υγρό. Το νερό, για παράδειγμα, βράζει στους 100ºC και μετατρέπεται σε υδρατμούς.
- Από στερεό σε αέριο: εξάχνιση. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει όταν ένα στερεό μετατρέπεται σε αέριο χωρίς προηγουμένως να μετατραπεί σε υγρό. Ένα παράδειγμα φαίνεται στους πόλους του Πλανήτης, όπου η θερμοκρασία είναι τόσο χαμηλή που ο σχηματισμός υγρού νερού είναι αδύνατος, αλλά ακόμα κι έτσι ο πάγος και το χιόνι εξαχνώνονται απευθείας στο ατμόσφαιρα.
- Από αέριο σε υγρό: συμπύκνωση. Αυτή η φυσική διαδικασία συμβαίνει όταν ένα αέριο μετατρέπεται σε υγρό μειώνοντας τη θερμοκρασία του (αφαιρώντας τη θερμότητα). Η εξάτμιση είναι η αντίστροφη διαδικασία της συμπύκνωσης. Αφαιρώντας την ενέργεια, τα σωματίδια του αερίου κινούνται πιο αργά, γεγονός που τους επιτρέπει να αλληλεπιδρούν περισσότερο και, επομένως, οι ελκτικές τους δυνάμεις είναι μεγαλύτερες. Αυτό συμβαίνει στην ατμόσφαιρα όταν απομακρύνεστε από το επιφάνεια γης, ο υδρατμός χάνει τη θερμοκρασία και σχηματίζει σύννεφα που τελικά κατακρημνίζονται με τη μορφή σταγόνων νερού μέσω του φαινομένου που ονομάζεται βροχή.
- Από αέριο σε στερεό: αντίστροφη εξάχνωση. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει όταν, αφαιρώντας τη θερμότητα, ένα αέριο περνά στη στερεή κατάσταση χωρίς να περάσει από την υγρή κατάσταση. Πραγματοποιείται υπό συγκεκριμένες συνθήκες πίεσης που υποβάλλουν τα σωματίδια του αερίου σε μεγαλύτερη αλληλεπίδραση, η οποία προκαλεί το αέριο να περάσει απευθείας στη στερεή κατάσταση. Ένα παράδειγμα αυτού είναι ο ημι-στερεός παγετός που εμφανίζεται στα παράθυρα μιας χειμωνιάτικης ημέρας.
Παραδείγματα αέριας κατάστασης
Το αέριο βουτάνιο είναι οργανικής φύσης.
Μερικά καθημερινά παραδείγματα ύλης σε αέρια κατάσταση είναι:
- Ατμός νερού. Όταν το νερό εξατμίζεται, αλλάζει κατάσταση και μετατρέπεται σε ατμό. Αυτό μπορούμε να το ελέγξουμε όταν μαγειρεύουμε: όταν βράζουν ορισμένα υγρά μπορούμε να δούμε τη στήλη ατμού να αναδύεται από την κατσαρόλα.
- Αέρας. Ο αέρας που αναπνέουμε είναι μια ομοιογενής μάζα αερίων ποικίλης φύσης, όπως οξυγόνο, υδρογόνο και άζωτο, τα οποία είναι γενικά διαφανή, άχρωμα και άοσμα.
- Βουτάνιο. Είναι ένα αέριο οργανικής φύσης, που προέρχεται από Πετρέλαιο, που αποτελείται από εύφλεκτους υδρογονάνθρακες. Το χρησιμοποιούμε για να παράγουμε θερμότητα και τροφοδοσία στις κουζίνες μας και σε αναπτήρες.
- Μεθάνιο. Είναι ένα άλλο αέριο υδρογονάνθρακα, ένα συχνό υποπροϊόν της αποσύνθεσης του οργανικό υλικό. Μπορεί να βρεθεί σε ποσότητες σε βάλτους, βάλτους ή ακόμα και στα έντερα του ανθρώπινο ον. Έχει χαρακτηριστική δυσάρεστη οσμή.