Kaasumainen faasi on yksi kaikista aineen neljästä perusfaasista yhdessä kiinteän faasin, nestemäisen faasin ja plasman kanssa. Kaasut voidaan erottaa selvästi kiinteistä ja nestemäisistä faaseista, koska toisin kuin kiinteissä tai nesteissä, atomit ovat vapaassa liikkeessä ja jakautuvat ympäri säiliötä. Kaasu ja höyry näyttävät molemmat samanlaisilta läpinäkyvyydestään johtuen, mutta ovat kaksi erillistä vaihetta, joilla voi olla merkitystä. avainero kaasun ja höyryn välillä on se kaasua esiintyy vain yhdessä fysikaalisessa tilassa taas höyry voi esiintyä samanaikaisesti toisen fysikaalisen tilan kanssa.
SISÄLLYS
1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on kaasu
3. Mikä on höyry
4. Vertailu rinnakkain - kaasu vs. höyry
5. Yhteenveto
Luonnossa oleva kaasu voi olla valmistettu yhdestä elementistä tai atomien yhdistelmästä. Se on kuitenkin hyvin pieni molekyyli. Esimerkiksi, jos tarkastellaan jaksollisen taulukon halogeeniryhmää, fluori ja kloori esiintyvät kaasuina, kun taas bromi on nesteenä ja jodi kiinteänä aineena. Tämä johtuu siitä, että atomin koko kasvaa halogeeniryhmässä ja suuret molekyylit eivät voi saada vapaata liikettä molekyylien välisten vuorovaikutusten vuoksi.
Kaasu on ainetta, jota esiintyy vain yhdessä tilassa, joka on kaasumainen vaihe. Tätä kutsutaan termodynaamiseksi tilaksi. Termodynaaminen tila on järjestelmän tila, joka selitetään termodynaamisten parametrien, kuten lämpötilan, paineen, jne. Mukaan. Kaasu ei ole joutunut vaiheenmuutokseen, mikä tarkoittaa, että se on olemassa vain kaasuna, eikä siinä tapahtuu vaihemuutoksia, ellei erityisolosuhteista muuta johdu. . Siksi sitä kutsutaan monofaasiseksi aineeksi.
Seuraava kaavio näyttää kaasumaisen faasin ja höyryfaasin suhteelliset sijainnit. Tässä höyryfaasi sijaitsee matalammassa lämpötilassa kuin kriittisen pisteen lämpötila. Kaasumainen vaihe on kriittisen pisteen yläpuolella.
Kuva 01: Kaasumaisen ja höyryfaasin suhteelliset asemat
Höyry voidaan määritellä aineeksi, joka on kaasumaisessa vaiheessa ja voi toimia samanaikaisesti nestemäisen faasin kanssa. Tämä määritelmä näyttää vähän hämmentävältä, mutta tässä tapahtuu, että höyry on tasapainossa nesteen kanssa. Tämä neste sisältää samat molekyylit kuin höyry. Höyryä muodostuu vaihemuutoksesta, ja se voi käydä läpi vaiheenvaiheen. Siksi sitä kutsutaan monivaiheiseksi aineeksi. Höyry ei ole ainetta, kuten kaasu on. Kaasun siirtyminen nesteeksi tapahtuu kondensoitumalla, mitä seuraa nestepisaran muodostuminen ja sen kasvu. Höyryn ja nestefaasin rinnakkaiselo on mahdollista, koska sen keskilämpötila on alle kriittisen pisteen. Kriittinen piste on lämpötila ja paine, jossa kaasua ja nestettä ei voida erottaa. Vain kaasuja voi esiintyä kriittisen pisteen yläpuolella; siten kaasu ei voi esiintyä samanaikaisesti nesteen kanssa. Esimerkiksi höyry on vesihöyryä korkeassa lämpötilassa, kun taas huoneen lämpötilassa se on neste.
Hyvä esimerkki höyry-neste-tasapainolle normaaleissa olosuhteissa on etanolin ja sen höyryn välinen tasapaino. Seuraava kaavio näyttää kuinka nämä kaksi vaihetta liittyvät toisiinsa.
Kuvio 02: Etanolin ja veden höyryn-nestetasapainoseos
Kaasu vs. höyry | |
Kaasua voi olla vain yhdessä termodynaamisessa vaiheessa. | Höyry voi toimia samanaikaisesti nestemäisen faasinsa kanssa. |
Fyysinen tila | |
Kaasu on perustavanlaatuinen asia. | Höyry on nesteen tai kiinteän aineen väliaikainen muutostila. |
luonto | |
Kaikki kaasut eivät ole höyryjä. | Kaikki höyryt ovat kaasuja. |
ominaisuudet | |
Kaasut ovat näkymättömiä. | Höyry voi olla näkyvissä. (Esimerkki: vesihöyry voidaan nähdä pilvena.) |
Vaihevaihe | |
Kaasussa ei ole vaihemuutosta | Höyry kokee vaiheen. |
alkuperä | |
Kaasu on aina luonteeltaan kaasua. | Höyry on kaasutyyppi, joka muodostuu joko nesteestä tai kiinteästä aineesta. |
Muodostus | |
Kaasua ei muodostu. | Höyryä muodostuu joko keittämällä tai haihduttamalla |
Kriittinen piste | |
Kaasun lämpötila on yli kriittisen pisteen. | Höyryn lämpötila on alle kriittisen pisteen, mutta yli tietyn nesteen tai kiinteän aineen kiehumispisteen. |
Asettua aloilleen | |
Kaasut eivät asettu maahan. | Höyryt laskeutuvat maahan. |
Kaasu sijaitsee kriittisen pisteen yläpuolella, kun taas höyry sijaitsee kriittisen pisteen alapuolella. Kriittisen pisteen yläpuolella ei voi olla mitään nestemäistä faasia. Höyryä on myös kriittisen pisteen alapuolella. Siksi tärkein ero kaasun ja höyryn välillä on, että kaasua esiintyy vain yhdessä fysikaalisessa tilassa, kun taas höyry voi esiintyä samanaikaisesti toisen fysikaalisen tilan kanssa.
Kuvan kohteliaisuus:
1. “Phase-diag2” kirjoittanut Matthieumarechal (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta
2. ”Etanolin ja veden höyryn ja nestetasapainon seos”, kirjoittanut Wilfried Cordes - de: Dortmunder Datenbank; fi: Dortmundin tietopankki (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta