Газ: стан рэчываў

Часьцінкі газу амаль свабодна і хаатычна рухаюцца ў прамежках паміж сутыкненьнямі, падчас якіх адбываецца рэзкае зьмяненьне характару іх руху.

Газападобныя станы рэчыва ва ўмовах, калі магчыма існаваньне ўстойлівага вадкага ці цьвёрдага стану гэтага ж рэчыва, звычайна называецца парам.

Падобна вадкасьцям, газы валодаюць цякучасьцю і супрацівяцца дэфармацыі. У адрозьненьне ад вадкасьцей, газы ня маюць фіксаванага аб’ёму і не ствараюць свабоднай паверхні, а імкнуцца запоўніць увесь даступны аб’ём (напрыклад, сасуда).

Газападобны стан — самы распаўсюджаны стан рэчыва Сусьвету (міжзорнае рэчыва, туманнасьць, зоркі, атмасфэры плянэтаў і г. д.). Па хімічных уласьцівасьцях газы і іх сумесі вельмі рознабаковы — ад малаактыўных інэртных газаў да выбуховых газавых сумесей. Да газаў звычайна адносяць ня толькі сыстэмы з атамаў і малекулаў, але і сыстэмы зь іншых часьцінкаў — фатонаў, электронаў, броўнаўскіх часьцінкаў, а таксама плязму.

Пры назіраньні за газам натуральна вылучыць некія назіраныя парамэтры, па якіх ёсьць магчымасьць апісваць характарыстыкі газу. Такія характарыстыкі, якія апісваюць газ як сукупнасьць часьцінак, зьяўляюцца макраскапічнымі. Яны вымераныя альбо з пункту гледжаньня сукупнасьці часьцінак газу (ціск, тэмпэратура, маса) або іхнага асяродьдзя (аб’ём). Так, напрыклад, ангельскі навуковец Робэрт Бойль частку сваёй навуковай кар’еры вывучаў пнэўматычную хімію. Адзін зь ягоных экспэрымэнтаў датычыў макраскапічным уласьцівасьцям газу, як то ціску і аб’ёму. У экспэрымэнце ён выкарыстоўваў J-падобную пробаўку з адным занітованым канцом. Бойль трымаў інэртны газ у закрытым канцы пробаўкі, які быў засланёны слупком ртуці, тым самым робячы лік часьцінак газу і ягоную тэмпэратуру сталымі велічынямі. Ён назіраў, што, калі павялічваць ціск на газ, шляхам даданьня большай колькасьці ртуці, аб’ём заблякаванага газу зьніжаўся. Такім чынам ён выявіў, што аб’ём і ціск газу пры сталай масе і тэмпэратуры газу ёсьць узаемна прапарцыйнымі. Больш за тое, здабытак апэрацыі памнажэньня колькасьці аб’ёму на ціск зьяўляецца сталай велічынёй. Такія назіраньні спраўдзіліся для ўсіх газаў, зь якімі Бойль праводзіў экспэрымэнты. У выніку ён выявіў фізычны закон (PV=k), які быў названы ў ягоны гонар.

Калі б можна было назіраць газ пад магутным мікраскопам, можна было б убачыць вялізную колькасьць часьцінак, як то малекул, атамаў, іёнаў, электронаў і г.д., якія не складаюць якую-небудзь вызначаную форму ці аб’ём, але знаходзяцца ў больш ці менш выпадковым руху. Гэтыя нэўтральныя часьцінкі газу зьмяняюць кірунак толькі тады, калі яны сутыкаюцца зь іншымі часьцінкамі ці з бар’ерам, калі газ знаходзіцца ў нейкай абмежаванай прасторы. У ідэальным газе, гэтыя сутыкненьні зьяўляюцца зусім элястычнымі. Такі пункт гледжаньня на газ апісваецца кінэтычна-малекулярнай тэорыяй.

  Газ — сховішча мультымэдыйных матэрыялаў

• Animated Gas Lab. NASA.  (анг.)