نفسر ماهية الحالة الغازية وبعض خصائصها. بالإضافة إلى تحول المادة إلى حالة غازية وأمثلة.
ما هي الحالة الغازية؟
تُفهم الحالة الغازية على أنها واحدة من الأربعة حالات تجميع المادة، جنبا إلى جنب مع الدول صلب, سائل ص بلازمية.
المواد في الحالة الغازية تسمى "غازات" وتتميز بوجودها حبيبات التأسيسية المرتبطة ببعضها البعض بشكل غير محكم ، أي يتم توسيعها في جميع أنحاء الحاوية حيث تكون ، لتغطية أكبر قدر ممكن من المساحة المتاحة.
هذا الأخير يرجع إلى حقيقة أن الجسيمات التي تتكون منها الغازات تقدم قوة جذب طفيفة جدًا لبعضها البعض ، ولهذا السبب ليس لها شكل أو تحتل الصوت المحددة في الفراغ. من ناحية أخرى ، فإن كثافة الغازات أصغر بكثير من تلك الموجودة في المواد الصلبة والسائلة ، ولديها أيضًا استجابة قليلة جدًا للجاذبية.
نظرًا لقلة التفاعل بين جزيئات الغاز ، يتم تعليقها بتأثير ضئيل جدًا من الجاذبية (يمكن القول أنها "تطفو"). بالإضافة إلى ذلك ، على الرغم من تماسكها الذي يكاد يكون معدومًا ، فإن للغازات قدرة هائلة على الضغط ، والتي تتم غالبًا أثناء معالجتها الصناعية للنقل.
يمكن أن تختلف الخصائص الفيزيائية لغاز معين (اللون ، والذوق ، والرائحة) اعتمادًا على العناصر التي يتكون منها أو التي تذوب فيه. على سبيل المثال ، هو هواء عديم اللون والرائحة والمذاق ، بينما الهيدروكربونات مثل الميثان ، لها رائحة كريهة نموذجية ويمكن أن تظهر اللون.
تحويل المادة إلى الحالة الغازية
من الممكن إحضار بعض السوائل أو المواد الصلبة إلى الحالة الغازية ، عادةً عن طريق تعريضها لتغيرات جذرية مستمرة في درجة الحرارة أنا ضغط. بنفس الطريقة ولكن في الاتجاه المعاكس ، يمكن تحويل الغاز إلى سائل أو صلب. يمكن دراسة هذه العمليات بشكل منفصل على النحو التالي:
- من السائل إلى الغاز: تبخر. يحدث هذا التحول عند إدارته الحرارة للسائل. عندما تتمكن جسيماتها السطحية من كسر التوتر السطحي للسائل ، تدخل المادة في الحالة الغازية. يحدث التبخر تدريجيًا ، لذلك ينتقل السائل ببطء إلى المرحلة الغازية.
- من السائل إلى الغاز: الغليان. يحدث هذا التحول عندما طاقة السعرات الحرارية إلى سائل. عندما تصل درجة غليانها بزيادة درجة حرارتها (درجة الحرارة التي يتزامن عندها ضغط بخار السائل مع الضغط الذي يحيط بالسائل) ، يدخل كل السائل في طور البخار ، ولهذا يمكننا رؤية فقاعات بالداخل السائل. فالماء ، على سبيل المثال ، يغلي عند 100 درجة مئوية ويتحول إلى بخار ماء.
- من الصلب إلى الغاز: تسامي. تحدث هذه العملية عندما تتحول مادة صلبة إلى غاز دون أن تتحول مسبقًا إلى سائل. يظهر مثال في أقطاب كوكب، حيث تكون درجة الحرارة منخفضة جدًا بحيث يكون تكوين الماء السائل أمرًا مستحيلًا ، ولكن حتى مع تسامي الجليد والثلج مباشرة إلى أجواء.
- من الغاز إلى السائل: تركيز. تحدث هذه العملية الفيزيائية عندما يتحول الغاز إلى سائل عن طريق خفض درجة حرارته (إزالة الحرارة). التبخير هو عملية عكسية للتكثيف. بطرح الطاقة ، تتحرك جزيئات الغاز بشكل أبطأ ، مما يسمح لها بالتفاعل أكثر ، وبالتالي تكون قوتها الجذابة أكبر. هذا ما يحدث في الغلاف الجوي عند الابتعاد عن سطح الأرض، ال بخار الماء تفقد درجة الحرارة وتشكل السحب التي تترسب في نهاية المطاف على شكل قطرات ماء من خلال ظاهرة تسمى المطر.
- من الغاز إلى الحالة الصلبة: عكس التسامي. تحدث هذه العملية عندما ينتقل الغاز ، عن طريق إزالة الحرارة ، إلى الحالة الصلبة دون المرور بالحالة السائلة. يحدث تحت ظروف ضغط محددة تعرض جزيئات الغاز لتفاعل أكبر ، مما يؤدي إلى انتقال الغاز إلى الحالة الصلبة مباشرة. مثال على ذلك هو الصقيع شبه الصلب الذي يظهر على نوافذ يوم شتوي.
أمثلة على الحالة الغازية
غاز البيوتان عضوي بطبيعته.
بعض الأمثلة اليومية للمادة في الحالة الغازية هي:
- بخار الماء. عندما يتبخر الماء ، يتغير حالته ويتحول إلى بخار. يمكننا التحقق من ذلك عند الطهي: عندما تغلي سوائل معينة ، يمكننا رؤية عمود البخار يخرج من القدر.
- هواء. الهواء الذي نتنفسه عبارة عن كتلة متجانسة من الغازات ذات الطبيعة المختلفة ، مثل الأكسجين والهيدروجين والنيتروجين ، والتي تكون بشكل عام شفافة وعديمة اللون والرائحة.
- البيوتان. إنه غاز ذو طبيعة عضوية ، مشتق من البترول، تتكون من هيدروكربونات قابلة للاشتعال. نستخدمه لتوليد الحرارة وتشغيل مطابخنا وفي الولاعات.
- الميثان. إنه غاز هيدروكربوني آخر ، منتج ثانوي متكرر لتحلل ال مواد عضوية. يمكن العثور عليها بكميات في المستنقعات أو المستنقعات أو حتى في أمعاء كائن بشري. لها رائحة كريهة مميزة.