Газ

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Перейти до: навігація, пошук

Дане поняття має декілька значень Газ (значення)

Газ – один із агрегатних станів речовини, для якого характерні великі відстані між частинками, порівняно з твердим і рідинним станами, мала міжмолекулярна взаємодія між ними, невпорядкованість, а середня кінетична енергія руху молекул набагато більша за енергію взаємодії між ними. Характеристичною властиввістю газу є те, що він здатний вільно поширюватися в усьому доступному для нього просторі, рівномірно заповнюючи його. На відміну від рідини та твердого тіла ганз не утворює поверхні. Характерним прикладом газу є повітря.

Газами називають також хімічні речовини, які перебувають в газоподібному стані при нормальних умовах. В цьому сенсі повітря складається з кількох газів - азоту, кисню, аргону та інших.


Зміст

[ред.] Властивості та характеристики

Основною властивістю газу є те, що він заповнює весь доступний простір, не утворюючи поверхні. Гази завжди змішуються. Газ - ізотропна речовина, тобто його властивості не залежать від напрямку. Основною характеристикою газу є його густина, тобто маса газу в одиниці об'єму. Іншою характеристикою - є тиск. При відсутності сил тяжіння тиск у всіх точках газу однаковий (див. Закон Паскаля).

В полі сил тяжіння, густина й тиск не однакові в кожній точці - зменшуючись із висотою за барометричною формулою. Відповідно, в полі сил тяжіння неоднорідною стає суміш газів. Важчі гази мають тенденцію осідати нижче, а легші - підніматися вгору. В полі тяжіння на будь-яке тіло в газі діє Архімедова сила, яку використовують повітряні кулі, заповнені легкими газами або гарячим повітрям.

Газ має високу стисливість - при збільшенні тиску зростає його густина, гази розширюються при зростанні температури. При стискуванні газ може перейти в рідину, але конденсація відбувається не при будь-якій температурі, а при температурі, нижчій за критичну температуру. Критична температура є характеристикою конкретного газу й залежить від сил взаємодії між його молекулами. Так, наприклад, газ гелій можна зрідити тільки при температурі, нижчій від 4,2 К.

Існують гази, які при охолодженні переходять у тверде тіло, минаючи рідку фазу. Перетворення рідини в газ називається випаровуванням, а безпосерденє перетворення твердого тіла в газ - сублімацією.

[ред.] Співіснування з рідиною

В певному діапазоні температури й тиску газова та рідка фаза однієї й тої ж речовини можуть співіснувати. Частина молекул газу переходить в рідину, яка має більшу густину, отже густина газу над поверхнею рідини може залишатися нижчою. Газ над поверхнею рідини називають парою.


[ред.] Процеси переносу

Для газу характерні високий коефіцієнт самодифузії.

Гази мають невисоку теплопровідність, оскільки передача енергії від молекули до молекули відбувається за рахунок нечастих зіткнень. Цим пояснюються добрі теплоізоляційні властивості вовни й вати. Але в газах діє інший механізм передачі тепла - конвекція.

Електропровідність газів дуже низька, якщо в них немає заряджених частинок, однак в газах також можливі газові розряди або при іонізації зовнішнім джерелом, або внаслідок ударної іонізації в самому розряді.

[ред.] Вільний газ

Вільний газ (рос.газ свободный; англ. free gas; нім. freies Gas n) – газові компоненти, в яких частинки газу (молекули, атоми) рухаються вільно, рівномірно заповнюючи за відсутності зовнішніх сил увесь наданий їм об’єм у пористих та тріщинуватих гірських породах, у повітряній атмосфері Землі.

Вільний газ може знаходитися над нафтою в нафтовому пласті або в будь-якому резервуарі над рідиною (водою, нафтою і т.п.) в рівновазі з тим же газом у розчиненому стані. Вільний газ може виділятися із вугільних пластів у шахтах і створювати небезпеку в разі недотримання правил техніки безпеки. Вільний газ може переходити у зв’язаний (сорбований) стан і навпаки, він може виділятися у вигляді струменів із природних виходів на поверхню Землі, викидатись під великим тиском із жерла вулкана під час виверження тощо.

За умовами знаходження в природі розрізняють вільний газ атмосфери та вільний газ літосфери; за формами прояву – газогенний, газоакумулятивний (газове скупчення), циркуляційний (повітряний), змішаний; за хімічним складом: вуглеводневий, вуглекислотний, азотний, сірководневий, гелієвий тощо.

Кожний з цих типів зустрічається в природі як у чистому вигляді, так і в різних сумішах. Великі скупчення вільного газу, що мають промислову цінність, утворюються в літосфері.

За хімічним складом вільні гази літосфери:

Вільні гази вуглеводневого типу, в якому переважає метан при порівняно невисокому вмісті (0,1%) важких вуглеводнів, відносяться до сухих, пісних газів. При вмісті гомологів метану від 1 до 5% вільний газ називається напівсухим.

Вільний газ, що характеризується підвищеним вмістом гомологів метану (25% та більше), відносять до жирних газів. Чим вищі тиск і температура, тим більша кількість вуглеводнів міститься у вільному газ. Під час розробки покладів вільний газ можливе виділення (випадання) рідких ву-глеводнів (конденсату) в пласті.

[ред.] Ідеальний газ

Ідеальний газ (рос.идеальный газ; англ. ideal gas, нім. ideales Gas n) - це газ, в якому молекули можна вважати матеріальними точками, а силами притягання й відштовхування між молекулами можна знехтувати. У природі такого газу не існує, але близькими за властивостями до ідеального газу є реальні розріджені гази, тиск в яких не перевищує 200 атмосфер і які перебувають в не дуже низькій температурі, оскільки за таких умов відстань між молекулами набагато перевищує їх розміри.

Розрізняють три типи ідеального газу:

Термодинамічні властивості ідеального газу можна описати наступними двома рівняннями:

Стан класичного ідеального газу описується рівнянням стану ідеального газу:

PV = nRT = NkT\,

Внутрішня енергія ідеального газу описується наступним рівнянням:

U = \hat{c}_V nRT = \hat{c}_V NkT

де \hat{c}_V є константою (рівною, наприклад, 3/2 для одноатомного газу) і

[ред.] Насичений і ненасичений газ

Насичений газ (рос.газ насыщенный; англ. saturated gas; нім. gesättigtes Gas n) – вологий газ, в якого парціальний тиск пари дорівнює тиску насичення при заданій температурі. Протилежне - ненасичений газ.

Ненасичений газ (рос.газ ненасыщенный; англ. unsaturated gas; нім. ungesättigtes Gas) – вологий газ, в якого парціальний тиск пари є меншим тиску насичення при заданій температурі.

Протилежне - насичений газ.

[ред.] Див. також

[ред.] Література

Отримано з http://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%B7
Особисті інструменти