Co je plynný stav:
Plynný stav se nazývá stav hmoty, který se skládá ze seskupení atomů a molekul s malou silou přitahování k sobě navzájem nebo v expanzi, což znamená, že je nelze zcela sjednotit.
Hmota v plynném stavu se nazývá plyn. Slovo plyn pochází z latinského hlasu sbohem což znamená „chaos“. To bylo vytvořeno chemikem Janem Baptistou van Helmont v 17. století.
Plynný stav je jedním z agregačních stavů hmoty spolu s kapalným, pevným, plazmatickým a Bose-Einsteinovým stavem.
Voda v procesu odpařování nebo vaření.
Nějaký příklady látek v plynném stavu jsou:
- plynný kyslík (O2);
- plynný oxid uhličitý (CO2);
- zemní plyn (používaný jako palivo);
- vzácné plyny, jako je helium (He); argon (Ar); neon (Ne); krypton (Kr); xenon (Xe), radon (Rn) a oganeson (Og).
- dusík (N2);
- vodní pára.
Voda je jediným prvkem, který lze nalézt ve všech stavech agregace hmoty přirozeně (pevné, kapalné a plynné).
Charakteristika plynného skupenství
Různé plyny v jejich nádobách.
V plynném stavu energie separace mezi molekulami a atomy převyšuje přitažlivou sílu mezi nimi, což vede k řadě charakteristik nebo vlastností plynů.
- Plyny obsahují méně částic než kapaliny a pevné látky.
- Částice jsou od sebe široce odděleny, takže jejich interakce je malá.
- Částice jsou v neustálém a neuspořádaném pohybu.
- Plyny nemají určitý tvar ani objem.
- Při srážkách mezi částicemi chaoticky mění směr a rychlost, což zvyšuje jejich vzdálenost a objem plynu.
- Většina plynů je nehmotná, bezbarvá a bez chuti.
- Plyny mohou zabírat veškerý objem, který mají k dispozici.
- Plyny lze stlačit do tvaru nádoby.
Změny skupenství plynných látek
Změny skupenství plynných látek. Všimněte si také oddělení mezi částicemi podle stavu hmoty.
Podle proměnných teploty a tlaku mohou být transformační procesy hmoty generovány z jednoho nebo jiného stavu agregace. Změny hmoty, které zahrnují plynný stav, jsou následující:
Kondenzace nebo zkapalnění
Jedná se o přechod z plynného do kapalného stavu. Dochází k němu, když je plyn vystaven poklesu teploty, což snižuje pohyb částic a povzbuzuje je ke kontrakci společně, dokud se nestanou kapalnými. Můžeme poukázat na dva každodenní příklady s vodou: 1) když se mraky změní na srážky. 2) když sklenice se studeným nápojem produkuje zvenčí kapky vody kondenzací horkého vzduchu z atmosféry.
Odpařování nebo vaření
Jedná se o transformaci z kapalného stavu do plynného stavu. Nastává, když je kapalina vystavena zvýšení teploty, dokud nedosáhne bodu varu. Příklad lze vidět, když voda vaří v pánvi, dokud se neodpaří.
Sublimace
Jedná se o změnu z pevného stavu do plynného stavu, aniž by bylo nutné procházet kapalným stavem. K sublimaci dochází díky teplotám tak extrémním, že neumožňují tvorbu kapaliny. Příklad sublimace lze nalézt v suchém ledu, který se uvolňuje do páry, aniž by prošel kapalným stavem.
Reverzní sublimace nebo ukládání
Jedná se o změnu z pevného stavu do plynného stavu, aniž by bylo nutné procházet kapalným stavem. Příkladem reverzní sublimace je tvorba námrazy na zemi.
Faktory ovlivňující plyny
Když se vzduch (plyn) uvnitř balónku zahřeje, zvětší se jeho objem, a proto stoupá.
Chování plynů je ovlivněno následujícími proměnnými:
- Objem (V): je prostor, který zabírá plynná hmota, měřený v litrech (L). Plyn bude mít větší nebo menší objem v závislosti na separaci mezi částicemi a dostupným prostorem pro expanzi.
- Tlak (P): je aplikovaná síla na plochu. Tlak pochází z hmotnosti vzduchu, proto čím vyšší plyn stoupá, tím menší tlak zažívá kvůli menšímu množství vzduchu. V případě plynů se tlak měří v atmosférách (atm).
- Teplota (T): je míra kinetické energie produkované mezi částicemi plynu, která se měří v kelvinových (K) jednotkách. Pokud se studené tělo hmoty přiblíží teplému, studené tělo zvýší svoji teplotu.
Tyto faktory zase souvisejí s dalšími prvky plyny, jako jsou:
- Množství: je hmotnostní množství plynné hmoty a měří se v molech (n).
- Hustota: odkazuje na vztah mezi objemem a hmotností.
- Stavy materiálu.
- Kondenzace
- Vypařování
Zákony plynů nebo zákony o plynném stavu
Zákony o plynu se nazývají interpretační modely, které popisují vztah mezi různými proměnnými, které ovlivňují chování plynů (teplota, tlak, množství a objem). Existují čtyři zákony o plynu, každý se zaměřuje na různé aspekty plynů. Tito jsou známí jako:
- Boyleův zákon: se zabývá vztahem mezi tlakem a objemem.
- Charles Law: určuje vztah mezi teplotou a objemem.
- Zákon Gay-Lussac: studujte vztah mezi tlakem a teplotou.
- Avogadrův zákon: Diskutujte o vztahu mezi objemem a počtem krtků.
Kombinace těchto čtyř zákonů vede k zákonu ideálního plynu.
Zákon o ideálním plynu
Ideální plyny jsou ty, jejichž částice nemají ani přitažlivost, ani odpor, to znamená, že neexistují žádné atraktivní mezimolekulární síly. Ideální plyny jsou tak pojmenovány, protože jsou ve skutečnosti teoretickým předpokladem.
Zákon ideálního plynu představuje následující vzorec:
PV = nRT = NkT
kde:
- P: tlak
- V: objem
- n: počet krtků
- R: univerzální plynová konstanta (8,3 145 J / mol k)
- N: Počet molekul
- k: Boltzmannova konstanta (8,617385 x 10-5eV / k)
- T: teplota
Zákon ideálního plynu se týká tlaku, objemu, teploty a hmotnosti plynu současně za standardních podmínek.
