Αέρια κατάσταση
Η αέρια κατάσταση είναι μια άλλη κατάσταση της ύλης που δεν έχει σταθερό σχήμα ή όγκο. Τα σωματίδια κινούνται τυχαία με πολύ μεγάλη ταχύτητα και συγκρούονται μεταξύ τους ή με τα τοιχώματα του δοχείου. Αυτό οδηγεί στη διάχυση ή την εξάπλωσή τους μέχρι να κατανεμηθούν ομοιόμορφα σε όλο το δοχείο.
Τα αέρια έχουν συνήθως σχετικά μικρότερη πυκνότητα και ιξώδες και μεγαλύτερη συστολή και διαστολή με μεταβολή της πίεσης και του όγκου, από ότι στα στερεά και τα υγρά. Έχουν την τάση να διαχέονται εύκολα και ως εκ τούτου διανέμονται εύκολα σε όλο το δοχείο.
Υπάρχουν τρεις καταστάσεις της ύλης:στερεά; υγρό και αέριο. Έχουν διαφορετικές ιδιότητες, οι οποίες μπορούν να εξηγηθούν κοιτάζοντας τη διάταξη των σωματιδίων τους.
Η αέρια φάση είναι μία από τις τρεις δομικές φάσεις. Σε αυτή τη φάση, η θερμική κινητικότητα των μορίων ή των ατόμων είναι αρκετά ισχυρή ώστε να επιτρέπει την ελεύθερη κίνησή τους.
Μέτρηση αερίου
Μια αέρια κατάσταση είναι όπου οποιαδήποτε αλλαγή στη θερμοκρασία έχει ως αποτέλεσμα εμφανείς αλλαγές σε άλλες ποσότητες, όπως ο όγκος και η πίεση. Καθώς το αέριο γεμίζει ολόκληρο το δοχείο στο οποίο τοποθετείται, η σημασία του αερίου ισούται με το μέγεθος του δοχείου του, το οποίο με τη σειρά του υπολογίζεται από τις διαστάσεις του δοχείου.
Τα αέρια έχουν υψηλή κινητική ενέργεια καθώς έχουν τεράστιο χώρο μεταξύ τους. τα σωματίδια κινούνται αρκετά γρήγορα και συγκρούονται.
Χαρακτηριστικά αερίου
Τα αέρια έχουν υψηλή συμπιεστότητα:Τα μόρια είναι χαλαρά συσκευασμένα και διασκορπισμένα σε μεγαλύτερες αποστάσεις, επομένως έχουν υψηλή συμπιεστότητα.
Τα αέρια έχουν χαμηλότερη πυκνότητα από τα υγρά και τα στερεά:Έχουν πολύ χαμηλό ιξώδες, καθώς τα μόρια έχουν χαμηλότερες διαμοριακές δυνάμεις.
Τα αέρια δεν έχουν σχήμα και όγκο:Τα αέρια δεν έχουν σταθερή δομή, καθώς δεν έχουν σταθερό όγκο και σχήμα.
Αέρια ανάμειξη ομοιόμορφα:Τα αέρια στοιχεία είναι επιρρεπή σε αντιδράσεις, καθώς έχουν ένα τεράστιο κενό μεταξύ των μορίων με τα οποία αναμειγνύονται τα μόρια.
Τα αέρια είναι διάχυτα:Λόγω του κενού μεταξύ των αέριων μορίων, μπορούν να συνδυαστούν εύκολα και γρήγορα, που ονομάζεται διάχυση.
Χρήσεις αερίου
Υπάρχουν οι ακόλουθες χρήσεις αερίου εκτός από την αναπνοή μόνο:
Το αέριο χρησιμοποιείται για μαγείρεμα, συγκόλληση, θέρμανση, ψύξη κ.λπ., σε οικιακούς και βιομηχανικούς τομείς.
Το αέριο χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θα μπορούσε επίσης να λειτουργήσει ως μονάδα παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές σε περίπτωση έλλειψης αιολικής και ηλιακής ενέργειας.
Υπάρχουν πολλές βιομηχανικές χρήσεις αερίου, όπως υφάσματα, πλαστικά, πολυμερή, χαρτί, χρώματα, παραγωγή βαφών και χυτήρια νικελίου και αλουμινίου.
Το αέριο χρησιμοποιείται σε καλλυντικά, λιπάσματα και φάρμακα.
Υπάρχουν πολλές άλλες αέριες μορφές, όπως υγραέριο, IGL, Καύσιμα κ.λπ., που χρησιμοποιούνται στην καθημερινότητά μας.
Ιδιότητες αερίων:
Συμπιεστότητα:Τα αέρια έχουν την υψηλότερη συμπιεστότητα μεταξύ όλων των καταστάσεων της ύλης.
Δυνατότητα επέκτασης:Τα αέρια καταλαμβάνουν τον όγκο του δοχείου και ως εκ τούτου, μπορούν να επεκταθούν στο μέγιστο από όλες τις άλλες καταστάσεις της ύλης.
Όγκος αερίων:Τα μόρια των στερεών και των υγρών είναι πολύ σφιχτά συσκευασμένα από αυτά των αερίων, επομένως αποκτούν μικρότερο όγκο από τα αέρια.
Πίεση:Η πίεση του αερίου γίνεται μεγαλύτερη καθώς προστίθεται περισσότερο αέριο στο δοχείο. Η πίεση είναι ευθέως ανάλογη με το «n». Επίσης,
Πίεση =Δύναμη
Περιοχή
Τα αέρια ασκούν ίση πίεση σε όλα τα
οδηγίες.
Πυκνότητα:Τα αέρια έχουν μικρότερη πυκνότητα από αυτή των στερεών και των υγρών.
Διάχυση:Τα αέρια αναμειγνύονται εύκολα σε όλες τις αναλογίες χωρίς να παρέχουν καμία μηχανική βοήθεια.
Προδιαγραφές αέριας κατάστασης:
Τα αέρια είναι συμπιέσιμα επειδή υπάρχει αρκετός διαμοριακός χώρος. Επίσης, συγκρούονται μεταξύ τους και με τα τοιχώματα του δοχείου για να παράγουν πίεση αερίου.
Ο όγκος του αερίου μεταβάλλεται αντιστρόφως με την πίεση που καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η πίεση μειώνεται με την αύξηση του όγκου. Αυτή η σχέση δίνεται από το νόμο του Boyle:P1V1 =P2V2 όπου ο αριθμός των γραμμομορίων αερίου και η θερμοκρασία παραμένουν σταθερές.
Ο όγκος του αερίου είναι ευθέως ανάλογος με την απόλυτη θερμοκρασία που καταλήγει στο συμπέρασμα ότι όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία τόσο περισσότερος θα είναι ο όγκος. Αυτή η σχέση δίνεται από τον νόμο του Charles: V1T2 =V2T1 όπου ο αριθμός των γραμμομορίων αερίου και η πίεση παραμένουν σταθερές.
Ο όγκος του αερίου είναι ευθέως ανάλογος με τον αριθμό των γραμμομορίων αερίου που καταλήγει στο συμπέρασμα ότι όσο περισσότερο είναι ο αριθμός των mol, τόσο μεγαλύτερος θα είναι ο όγκος. Αυτή η σχέση είναι γνωστή ως νόμος του Avagadro:V1N2 =V2N1 όπου η θερμοκρασία και η πίεση του αερίου παραμένουν σταθερές.
Όλοι αυτοί οι νόμοι όταν συντάσσονται σε ενιαίο έντυπο αναλογικότητας:
P ∝ [RT/V]
Για να αλλάξετε την αναλογικότητα σε
ισότητα, πολλαπλασιάζουμε το 'n' που αναφέρεται σε
αριθμός τυφλοπόντικων αερίου.
Η τελική εξίσωση είναι:
PV =nRT
Αυτή η εξίσωση ονομάζεται νόμος των αερίων
Εξίσωση.
Νόμος των μερικών πιέσεων του Ντάλτον:
Αυτός ο νόμος ορίζει ότι η συνολική πίεση του μείγματος μη αντιδρώντων αερίων που διατηρούν τη θερμοκρασία και την πίεση σταθερές είναι ίση με
οι επιμέρους πιέσεις όλων των αερίων.
ptotal =p1 +p2+p3+p4…
P1 =x1 Ptotal
P2 =x2 Ptotal
P3 =x3 Ptotal
Κινητική μοριακή θεωρία αερίων:
Τα αέρια αποτελούνται από μια μεγάλη Κινητική Εξίσωση
Ο αριθμός των πανομοιότυπων σωματιδίων (άτομα ή μόρια), τα οποία είναι πολύ μικρές και απόλυτα σκληρές σφαίρες.
Ο πραγματικός όγκος των μορίων είναι αμελητέος σε σύγκριση με το διάστημα μεταξύ τους και ως εκ τούτου θεωρούνται ως οι σημειακές μάζες.
Η αλληλεπίδραση μεταξύ των σωματιδίων είναι αμελητέα.
Τα σωματίδια ενός αερίου βρίσκονται πάντα σε συνεχή και τυχαία κίνηση και η σύγκρουση μεταξύ τους είναι απόλυτα ελαστική.
Η μέση κινητική ενέργεια των σωματιδίων ενός αερίου είναι ευθέως ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία.
Η πίεση του αερίου οφείλεται στη σύγκρουση μεταξύ των μορίων του αερίου και των τοιχωμάτων του δοχείου.
Μέση ταχύτητα :√8RT
√πM
Μέση τετραγωνική ταχύτητα ρίζας:√3RT
Πιθανότερη ταχύτητα :√2RT
√M
Λόγος και των τριών ταχυτήτων : 1 :1,128 :1,224
