Stan gazowy substancji jest niezwykle interesującym zjawiskiem, wraz z którym substancje nabierają wielu użytecznych właściwości. Na przykład gazy są łatwo kompresowane. Dopasowują się do objętości i kształtu napełnianego zbiornika. Dlaczego to się dzieje? Dlaczego gazy łatwo się kompresują? Jak można to wytłumaczyć naukowo? Dowiedz się w artykule!
Dlaczego gazy łatwo się kompresują?
Nurkowanie to nurkowanie podwodne, gdy nurek nurkuje pod wodą ze zbiornikiem wypełnionym sprężonym tlenem. Ciśnienie w najczęściej używanym sprzęcie do nurkowania wynosi od 200 do 300 atmosfer.
Gazy różnią się od innych stanów fizycznych substancji tym, że mają tendencję do rozszerzania się w taki sposób, że powtarzają kształt i wypełniają całą objętość zbiornika. Jednak w przeciwieństwie do tego, gazy mogą być również sprężone w taki sposób, że stosunkowo niewielka ich ilość może zostać wtłoczona do zbiornika o stosunkowo niewielkiej objętości. Więc jeśli powietrze ze standardubutlę do nurkowania przenosi się do innego pojemnika o ciśnieniu atmosferycznym 1 atmosfery, wtedy objętość tego pojemnika powinna wynosić około 2500 litrów.
Gęstość i ściśliwość gazu
Ściśliwość jest miarą tego, jak bardzo gęstość i objętość substancji mogą się zmienić pod wpływem nacisku. Jeśli naciskamy na ciało stałe lub ciecz, zasadniczo nie ma zmiany objętości. Atomy, jony lub cząsteczki tworzące ciało stałe lub ciecz są bardzo blisko siebie. Pomiędzy poszczególnymi cząsteczkami nie ma przestrzeni, więc nie mogą się one skondensować.
Teoria kinetyczno-molekularna wyjaśnia, dlaczego gazy są łatwo ściśliwe (szczególnie w porównaniu z cieczami lub ciałami stałymi). Gazy mają tendencję do łatwej kompresji, ponieważ stanowią dużą ilość pustej przestrzeni między cząsteczkami gazu. Dlatego gaz jest łatwo sprężony. W temperaturze pokojowej i pod standardowym ciśnieniem średnia odległość między cząsteczkami gazu jest około dziesięciokrotnie większa od średnicy samych cząsteczek. Kiedy gaz jest sprężony, tak jak podczas napełniania butli do nurkowania, cząsteczki zbliżają się do siebie.
Zastosowanie wysokiej ściśliwości gazów
Gazy sprężone są używane w wielu sytuacjach. W szpitalach pacjentom z uszkodzonymi płucami często podaje się sprężony tlen, aby pomóc im oddychać. Jeśli pacjent przechodzi poważną operację, znieczuleniem najprawdopodobniej będzie ksenon, czyli sprężony gaz. Spawanie wymaga bardzo gorącego ognia wytwarzanego przez kompresymieszaniny acetylenu i tlenu. Wiele grilli jest zasilanych sprężonym propanem.
Podsumowanie
Gazy kompresują się łatwiej niż ciała stałe lub ciecze, ponieważ między ich cząsteczkami jest dużo pustej przestrzeni. Ta właściwość gazu jest szeroko stosowana w wielu dziedzinach życia ludzkiego.
