Gas
Un gas è uno dei quattro stati più comuni della materia. In un gas le molecole si muovono liberamente e sono indipendenti l'una dall'altra. Questo lo rende diverso da un liquido in cui le molecole sono liberamente attaccate. È anche diverso da un solido dove i legami sono forti e tengono insieme le molecole.
In un gas puro, ogni molecola può essere costituita da un singolo atomo. Può essere elementare, dove ogni molecola è costituita da più di una dello stesso atomo legato insieme. Possono essere composti in cui le molecole sono fatte di molti tipi di atomi insieme. Un esempio di gas monoatomico è il neon, un esempio di gas elementare è l'idrogeno e un esempio di gas composto è l'anidride carbonica.
Una miscela di gas contiene una miscela di uno qualsiasi dei tipi di cui sopra, ad esempio aria che è il 78% di azoto, 20% di ossigeno e 2% di argon e anidride carbonica.
I gas velenosi furono usati come armi chimiche nella prima guerra mondiale, ma furono poi vietati. Il gas naturale è una miscela naturale di metano e altri gas.
Un'illustrazione del modo in cui le molecole di gas si muovono in modo casuale, senza essere attaccate l'una all'altra.
Caratteristiche fisiche
Tutti i gas possono fluire, come i liquidi. Ciò significa che le molecole si muovono indipendentemente l'una dall'altra. La maggior parte dei gas sono incolori, come l'idrogeno. Le particelle di gas si diffondono, o si diffondono, per riempire tutto lo spazio in qualsiasi contenitore, come una bottiglia o una stanza. Rispetto ai liquidi e ai solidi, i gas hanno una densità e una viscosità molto basse. Non possiamo vedere direttamente la maggior parte dei gas perché non sono colorati. Tuttavia è possibile misurarne la densità, il volume, la temperatura e la pressione.
Pressione
La pressione è la misura di quanta forza di spinta qualcosa sta mettendo su un altro oggetto. In un gas, questo è di solito il gas che spinge sul contenitore dell'oggetto o, se il gas è pesante, qualcosa all'interno del gas. La pressione si misura in pascal. A causa della terza legge di Newton, possiamo cambiare la pressione di un gas mettendo forza sull'oggetto che lo contiene. Per esempio, spremere una bottiglia con aria all'interno pressurizza (dà più pressione) all'aria all'interno.
Quando si parla di gas, la pressione è spesso legata al contenitore. Un sacco di gas in un piccolo contenitore avrebbe una pressione molto alta. Una piccola quantità di gas in un grande contenitore avrebbe una pressione bassa. Il gas può creare pressione quando ce n'è molta. Il peso del gas crea pressione su tutto ciò che si trova sotto di esso, compresi gli altri gas. Su un pianeta, questo è chiamato pressione atmosferica.
Temperatura
La temperatura di un gas è il caldo o il freddo. In fisica si misura solitamente in kelvin anche se i gradi Celsius sono usati più altrove. In un gas, la velocità media (la velocità con cui si muovono) delle molecole è correlata alla temperatura. Più velocemente le molecole di gas si muovono, più si scontrano o si scontrano tra loro. Queste collisioni rilasciano energia, che in un gas si presenta sotto forma di calore. Al contrario, se la temperatura intorno al gas diventa più calda, le particelle di gas convertono l'energia termica in energia cinetica, facendole muovere più velocemente e rendendo il gas più caldo.
Cambiamenti di stato
Un gas può subire due diversi cambiamenti di stato. Se la temperatura è abbastanza bassa il gas può condensarsi e trasformarsi in un liquido. A volte, se la temperatura è abbastanza bassa, può passare attraverso la deposizione, dove cambia direttamente in un solido. Normalmente un gas deve prima condensarsi in un liquido e poi congelare per diventare solido, ma se la temperatura è molto bassa può saltare lo stadio liquido e diventare istantaneamente solido. Il gelo a terra in inverno è causato da questo. Il vapore acqueo (un gas) entra nell'aria, che è molto fredda, e diventa istantaneamente ghiaccio a causa della deposizione.
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Domande e risposte
D: Che cos'è un gas?
R: Un gas è uno dei quattro stati della materia in cui le molecole si muovono liberamente e non sono legate tra loro.
D: In che modo le molecole di un gas sono diverse da quelle di un liquido?
R: In un gas, le molecole non sono attaccate l'una all'altra, mentre in un liquido, le molecole sono attaccate in modo lasco o si toccano.
D: In che modo le molecole di un gas sono diverse da quelle di un solido?
R: In un gas, i legami molecolari sono deboli, mentre in un solido i legami molecolari sono forti e tengono le molecole insieme in una forma.
D: Un gas ha un solo volume come un liquido o un solido?
R: No, un gas può espandersi fino a riempire il contenitore in cui si trova, a differenza di un liquido o di un solido.
D: Quali sono i diversi tipi di molecole di gas?
R: Ci sono gas puri con singoli atomi, gas elementari con più di un atomo legato insieme e gas composti con molti tipi di atomi insieme.
D: Può citare un esempio di gas monoatomico?
R: Sì, un esempio di gas monoatomico è il neon.
D: Che cos'è una miscela di gas?
R: Una miscela di gas contiene un mix di uno qualsiasi dei tipi di gas sopra menzionati, come l'aria che è composta dall'87% di azoto, dallo 0,2% di ossigeno, dal 13,7% di argon e da anidride carbonica in tracce.
