Газ - это состояние материи, которое не имеет фиксированной формы и фиксированного объема. Газы имеют более низкую плотность, чем твердые и жидкие вещества. Между частицами газа много пустого пространства, в котором много кинетической энергии. Частицы движутся очень быстро и сталкиваются друг с другом, "разбрасываясь" до тех пор, пока не будут равномерно распределены по всему объему емкости.
Когда большое количество частиц газа попадает в емкость, пространство между частицами становится меньше, и они становятся сжатыми. Частицы оказывают большее усилие на внутренний объем емкости. Эта сила называется давлением. Для выражения давления используется несколько единиц. Некоторые из наиболее распространенных представляют собой атмосферы (атм), фунты на квадратный дюйм (psi), миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.) и паскали (Па).
Помимо давления, обозначаемого в уравнениях как P, газы обладают и другими измеримыми свойствами: температурой (T), объемом (V) и числом частиц, которое выражается в числе молей (n или mol). При работе с температурой газа часто используется шкала Кельвина.
Поскольку температура и давление варьируются от места к месту, ученые используют стандартную точку отсчета в расчетах и уравнениях, называемую стандартной температурой и давлением (STP).
Стандартная температура - это температура замерзания воды - 0 градусов Цельсия или 32 градуса Фаренгейта или 273.15 Кельвина.
Стандартное давление - это одна атмосфера (атм) - давление, оказываемое атмосферой на Земле на уровне моря.
Газовые законы
Температура, давление, количество и объем газа взаимозависимы, и многие ученые разработали законы, описывающие отношения между ними.
Закон Бойля
Закон Бойля, сформированный в 1662 году, назван в честь Роберта Бойля. Он гласит, что если температура поддерживается постоянной, объем и давление имеют обратную зависимость - то есть, по мере увеличения объема, давление уменьшается. Увеличение доступного пространства позволит частицам газа рассеиваться дальше, но это уменьшает количество частиц, сталкивающихся с емкостью, поэтому давление уменьшается. Уменьшение объема емкости заставляет частицы сталкиваться чаще, поэтому давление увеличивается.
Закон Чарльза
В 1802 году французский химик и физик Джозеф Луи Гей-Люссак сослался на данные, собранные его соотечественником Жаком Чарльзом в статье, в которой описывается прямая зависимость между температурой и объемом газа, находящегося под постоянным давлением. Большинство текстов называют этот закон как Закон Чарльза, но некоторые называют это законом Гей-Люссака или даже законом Чарльза Гей-Люссака.
Этот закон гласит, что объем и температура газа имеют прямую зависимость - если давление поддерживается постоянным, то по мере увеличения температуры увеличивается объем. Нагрев увеличивает кинетическую энергию частиц, заставляя газ расширяться. Чтобы поддерживать постоянное давление, необходимо при нагревании газа увеличить объем контейнера.
Этот закон объясняет, почему важно соблюдать правила безопасности - никогда не нужно нагревать закрытую емкость с газом. Увеличение температуры без увеличения объема, доступного для размещения расширяющегося газа, означает, что внутри емкости создается давление и это может привести к взрыву.
Число Авогадро
В 1811 году итальянский ученый Амедео Авогадро предложил идею о том, что равные объемы газа при одинаковой температуре и давлении будут иметь равное количество частиц, независимо от их химической природы и физических свойств.
Идеальная газовая постоянная
Кинетическая энергия на единицу температуры одного моля газа является постоянной величиной, иногда называемой константой Регно, названной в честь французского химика Анри Виктора Регно. Он изучил термические свойства материи и обнаружил, что закон Бойля был не совершенным. Когда температура вещества приближается к его точке кипения, расширение частиц газа не является однородным.
Идеальный газовый закон
Число Авогадро, постоянная идеального газа и законы Бойля и Чарльза объединяются для описания теоретического идеального газа, в котором все столкновения частиц абсолютно равны. Эти законы очень близки к описанию поведения большинства газов, но есть небольшие математические отклонения из-за различий в фактическом размере частиц и крошечных межмолекулярных силах в реальных газах. Тем не менее, эти важные законы часто объединяются в одно уравнение, известное как закон идеального газа. Используя этот закон, и зная значение трех переменных, вы можете найти значение любой из других переменных - давление, объем, число, температуру.
👍 👍 👍
Материя и ее свойства https://zen.yandex.ru/media/id/5ae194d5bcf1bc97d58f4283/materiia-opredelenie-i-ee-sostoianiia-5b03b26aa936f4e52e30d309
Твердые вещества https://zen.yandex.ru/media/id/5ae194d5bcf1bc97d58f4283/svoistva-materii-tverdye-vescestva-5b03b2d3482677ede39e6663
Жидкость https://zen.yandex.ru/media/id/5ae194d5bcf1bc97d58f4283/svoistva-materii-chto-takoe-jidkost-5b03b3233c50f7c8880ee952