Αέριο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Στην αέρια φάση τα σωματίδια της ύλης (άτομα, μόρια ή ιόντα) κινούνται τριγύρω ελεύθερα, όταν υπάρχει απουσία εφαρμογής εξωτερικών πεδίων που επιρεάζουν με δυνάμεις την κίνηση αυτή.

Η αέρια (φάση) είναι μια από τις τέσσερεις (4) θεμελειώδεις καταστάσεις της ύλης. Οι άλλες τρεις (3) είναι η στερεά, η υγρή και η κατάσταση πλάσματος. Στα αέρια τα σωματίδια που τα αποτελούν (άτομα, μόρια ή ιόντα) δεν καμμιά ορισμένη τάξη. Οι διασωματιδιακές δυνάμεις κυμαίνονται από ασθενείς ως σχεδόν αμελητέες. Στην αέρια κατάσταση τα υλικά σώματα δεν έχουν καθορισμένο σχήμα, ούτε ορισμένο όγκο.[1] Το χαρακτηριστικό που διαχωρίζει την αέρια φάση από την υγρή και τη στερεά είναι ο μεγάλος διαχωρισμός των δομικών σωματιδίων της ύλης που την αποτελούν. Τα άχρωμα αέρια είναι συνήθως αόρατα σε ανθρώπινους παρατηρητές. Η αλληλεπίδραση των δομικών σωματιδίων των αερίως με τυχούσα παρουσία εξωτερικών πεδίων δυνάμεων, για παράδειγμα ηλεκτρικών ή βαρυτικών θεωρείται συχνά (σχετικά) αμελητέα. Η αέρια κατάσταση βρίσκεται ανάμεσα στην υγρή κατάσταση και στην κατάσταση πλάσματος.[2] Η κατάσταση πλάσματος αποτελεί ένα υψηλής θερμοκρασίας όριο για τα αέρια. Οριοθετεί το κατώτερο άκρο της κλίμακας θερμοκρασίας που βρίσκονται τα εκφυλισμένα κβαντικά αέρια,[3] που αποκτούν αυξανώμενο ερευνητικό ενδιαφέρον.[4] Τα υψηλής πυκνότητας ατομικά αέρια όταν υπερψύχονται σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες ταξινομούνται, ανάλογα με τη στατιστική τους συμπεριφορά, είτε ως αέρια Μποζέ (Bose gases), είτε ως αέρια Φέρμι (Fermi gases). Εκτός από τις θεμελειώδεις καταστάσεις της ύλης, υπάρχει και μια συμπληρωματική λίστα με «εξωτικές» καταστάσεις (δείτε το παρακάτω πρότυπο).

Τόσο τα υγρά όσο και τα αέρια ονομάζονται επίσης και «ρευστά».

Στοιχειακά αέρια[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα μόνα χημικά στοιχεία που έχουν σταθερές διατομικές αλλομορφές που βρίσκονται στην αέρια κατάσταση υπό κανονικές συνθήκες είναι το υδρογόνο (H2), το άζωτο (N2), το οξυγόνο (O2) και επιπλέον δυο από τα αλογόνα, το φθόριο (F2) και το χλώριο (Cl2). Τα αέρια αυτά, μαζί με τα μονοατομικά ευγενή αέρια, δηλαδή το ήλιο (He), το νέον (Ne), το αργό (Ar), το κρυπτό (Kr), το ξένο (Xe) και το ραδόνιο (Rn), ονομάζονται «στοιχειακά αέρια», για να διαχωρίζονται από τις άλλες αέριες ουσίες που αντιστοιχούν σε χημικές ενώσεις.

Φυσικά χαρακτηριστικά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα αιωρούμενα σωματίδια καπνού παρέχουν στοιχεία για την κίνηση του αερίου που τα περιβάλλει.

Επειδή τα περισσότερα αέρια είναι δύσκολο να παρατηρηθούν άμεσα περιγράφονται με τη χρήση τεσσάρων φυσικών ιδιοτήτων ή μακροσκοπικών χαρακτηριστικών τους:

  1. Πίεση (P).
  2. Όγκος (V).
  3. Αριθμός σωματιδίων (συνήθως περιγράφεται ως αριθμός γραμμομορίων, n).
  4. Θερμοκρασία (T).

Αυτά τα τέσσερα χαρακτηριστικά επαναλαμβανώμενα μελετήθηκαν από επιστήμονες όπως ο Ρόμπερτ Μπόιλ (Robert Boyle), o Ζακ Τσαρλς (Jacques Charles), ο Τζων Ντάλτον (John Dalton), o Τζόζεφ Γκαίυ-Λουσσάκ (Joseph Gay-Lussac) και ο Αμεντέο Αβογκάντρο (Amedeo Avogadro), για μια ποικιλία αερίων σε διάφορες συνθήκες. Οι λεπτομερειακές τους μελέτες οδήγησαν τελικά σε μια (πρώτη σχετικά γενική) μαθηματική σχέση μεταξύ των παραπάνω αναφερώμενων μακροσκοπικών χαρακτηρισμών, που έμεινε γνωστή ως κατασταστική εξίσωση των ιδανικών αερίων (PV = nRT).

Δείτε επίσης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αναφορές και παρατηρήσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Γιαννακουδάκης, Δ. Α. (1985-6). Φυσική Χημεία Καταστάσεων της Ύλης και Θερμοδυναμική. Θεσσαλονίκη: Εκδόσεις Ζήτη, σελ. 1. 
  2. This early 20th century discussion infers what is regarded as the plasma state. See page 137 of American Chemical Society, Faraday Society, Chemical Society (Great Britain) The Journal of Physical Chemistry, Volume 11 Cornell (1907).
  3. The work by T. Zelevinski provides another link to latest research about Strontium in this new field of study. See Tanya Zelevinsky (2009). «84Sr—just right for forming a Bose-Einstein condensate». Physics 2: 94. doi:10.1103/physics.2.94. Bibcode2009PhyOJ...2...94Z. http://physics.aps.org/articles/v2/94. 
  4. for links material on the Bose–Einstein condensate see Quantum Gas Microscope Offers Glimpse Of Quirky Ultracold Atoms. ScienceDaily. 4 November 2009.
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Gas της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).