Газ – это одно из агрегатных состояний вещества. Оно широко распространено как на Земле, так и за её пределами. Газы могут свободно находиться в природе или высвобождаться в ходе химических реакций. Они участвуют в дыхании большинства живых существ на планете, а человек научился применять их в быту, промышленности, медицине и других сферах деятельности.
Газ – это что?
По своему состоянию газ очень напоминает пар. Он представляет собой бесформенное эфемерное вещество, заполняющее собой любое пространство. В отличие от пара, он не переходит в жидкость, когда его давление увеличивается.
Его название означает «хаос» и было придумано нидерландским учёным Яном ван Гельмонтом. Молекулы газов связаны очень слабо, они движутся как угодно, порой сталкиваясь и меняя свою траекторию. Подобное положение вещей напомнило Гельмонту первобытный хаос.
Газ – это основное состояние вещества во Вселенной. Он образует туманности, звёзды и атмосферы планет. Воздушная оболочка Земли тоже состоит из газа, точнее смеси различных газов, пыли, воды и аэрозолей.
Основные свойства
Большинство газов не обладает ярко выраженными физическими характеристиками. Они не имеют цвета и запаха. Описать качества газа сложнее, чем какой-либо минерал, который мы четко видим и можем потрогать. Чтобы охарактеризовать их, используют такие параметры: температура, объём, давление и количество частиц.
Газы не имеют конкретных очертаний и приобретают форму предмета, в котором находятся. При этом вещества не образуют никакой поверхности. Они всегда смешиваются. Одно и то же количество газа заполнит как маленькую банку, так и большую комнату. Но во втором случае расстояние между молекулами сильно увеличится, а его концентрация в воздухе будет меньше.
Давление вещества одинаково в любой точке, когда на него не действуют силы тяготения. С их влиянием давление и плотность газов уменьшается с высотой. Это отлично ощущается в горах, где на больших высотах воздух становится разреженный.
При увеличении температуры газы расширяются, при этом скорость движения молекул возрастает. С увеличением давления и плотности они, наоборот, сжимаются. Тепло и электричество они проводят плохо.
Горение
По способности вступать в реакцию горения газы можно разделить на окислители, нейтральные и горючие. Наименее активными веществами являются нейтральные или инертные газы: аргон, ксенон, азот, гелий и т. д. Они хуже всего взаимодействуют с соединениями и материалами, а также способны останавливать и ограничивать горение.
Окислители включают кислород, воздух, окись и двуокись азота, хлор, фтор. По своей природе они не горючие, но отлично поддерживают эту реакцию. При определенных условиях они могут самовоспламеняться и даже взрываться, например, при соединении с жиром или смазкой.
Горючими газами являются аммиак, метан, монооксид углерода, пропан, пропилен, этан, этилен, водород и другие. В природе они могут находиться в спокойном состоянии. Но, смешавшись в нужном количестве с кислородом или воздухом, возгораются. Этого не происходит, если окислителя слишком мало или слишком много. Так, для полного сгорания газа метана (1 кг) необходимо около 17 кг воздуха.
Интересные факты
- Многие газы очень лёгкие. Рекордсменом среди них является водород, который в 14 раз легче воздуха. Одним из самых тяжёлых при комнатной температуре является радон. Из неорганических соединений наиболее тяжёлый – гексафторид вольфрама.
- Самый инертный и неактивный газ – это гелий. Он второй по лёгкости после водорода, но при этом не взрывоопасен, именно поэтому его использовали для дирижаблей.
- В космическом пространстве наиболее распространенным газом является водород.
- В земной коре больше всего распространен кислород, меньше всего – радон.
- При нормальных условиях бесцветны не все газы. Озон обладает голубым цветом, хлор окрашен в жёлто-зелёный, для азота свойственны красно-бурые оттенки.
