גז
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
- ערך זה עוסק במושג "גז" כמצב צבירה. אם התכוונתם לגז בישול, ראו גז פחמימני מעובה.
גז הוא מצב צבירה של החומר, בו המולקולות אינן צמודות (ישנו רווח ביניהן) אלא רחוקות אחת מהשנייה, המשיכה ביניהן נמוכה, והן נעות בחופשיות יחסית. גז, בדומה לנוזל, מסוגל לזרום, ואינו מתנגד לשינוי בצורתו. בניגוד לנוזל, לגז אין נפח קבוע, והוא נוטה להתפשט כדי למלא את כל הנפח שהוקצב לו (עקרון אבוגדרו). האנרגיה הקינטית של גז גדולה מזו של נוזל או מוצק, אך קטנה מזו של הפלזמה.
מקור המילה גז היא כנראה בדרך בה איית מחדש כימאי פלמי את המילה היוונית כאוס, כפי שזו נשמעה בפיו.
גזים נבדלים במשוואת המצב שלהם. ככל שהגז נמצא בטמפרטורה הקרובה יותר לטמפרטורת הרתיחה שלו, הוא קרוב יותר למצב הנוזל. בטמפרטורות נמוכות נוצרים קשרים חזקים יותר בין המולקולות. חוק אבוגדרו אומר שבתנאי לחץ וטמפרטורה שווים, כמות שווה של גז אידאלי תתפוס את אותו נפח ולא משנה גודל המולקולה. עבור גזים בלתי אידאליים, קשר זה, הקרוי משוואת המצב, משתנה. גז ון-דר-ולס הנו דוגמה לגז בלתי אידאלי.
מולקולות הגז יכולות להיות בעלות מבנים מגוונים, המשפיעים על האנרגיה הפנימית של הגז. הגז יכול להיות למשל חד אטומי, כפי שנפוץ בגזים אצילים, דו-אטומי, למשל כלור, חמצן או חנקן, או בעל מבנה מורכב יותר, אשר עשוי לערב מבנה מרחבי, למשל מולקולת המים, שהיא תלת אטומית כפופה. למבנה מולקולת הגז יש השפעה על דרגות החופש שלה, כלומר על יכולת התנועה של האטומים במולקולה זה ביחס לזה. לגז חד אטומי אין דרגות חופש נוספות כלל, פרט למיקומה ומהירותה של המולקולה. בגז דו-אטומי, יכולים האטומים להתקרב ולהתרחק זה מזה, בדומה לקפיץ. זו דרגת חופש אחת. המיקום המרחבי של הקו המחבר את האטומים אינו משנה, מכיוון שאין למה להשוותו.
עבור גזים בעלי מספר רב יותר של אטומים, דרגות החופש סבוכות יותר. פרט למרחקים בין המולקולות, משנות גם הזוויות שבין הקווים המחברים את האטומים.
חלקיקי הגז נמצאים בתנועה מתמדת וביניהם הרבה ריק יחסית לנוזל ולמוצק בגלל תנועת חלקיקיו הגז נוטה להתפשט בחלל הנתון לו. כמות הגז נמדדת במול מולקולות.
