Գազ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Գազային ֆազայի մասնիկները (ատոմներ, մոլեկուլներ կամ իոններ) էլեկտրական դաշտի ներգործության բացակայության դեպքում ազատ շարժվում են:

Գազը նյութի չորս հիմնական վիճակներից մեկն է (մյուսները՝ պինդ, հեղուկ և պլազմա)։ Մաքուր գազը կարող է կազմված լինել առանձին ատոմներից (իներտ գազ կամ ատոմային գազ, ինչպես նեոնային), միատիպ ատոմներից կազմված տարրական մոլեկուլներից (օրինակ թթվածին), կամ զանազան ատոմներից կազմված միացության մոլեկուլներից (օրինակ ածխածնի երկօքսիդ)։ Գազի խառնուրդը պարունակում է զանազան մաքուր գազեր այնպես, ինչպես օդը։ Գազը տարբերվում է հեղուկից և պինդ մարմնից նրանով, որ նրա առանձին մասնիկները ընդարձակորեն տարանջատված են։ Այդ տարանջատումը գազը դարձնում է անգույն և անտեսանելի մարդու համար։

Անվան ծագումնաբանություն[խմբագրել]

«Գազ» բառը (հոլ.՝ gas) հորինվել է 17-րդ դարի սկզբին ֆլամանդացի բնագետ Յ. Բ. վան Հելմոնտի կողմից, իր կողմից ստացած «մեռած օդ»-ը (ածխաթթու գազ) անվանելու նպատակով։ Ըստ Յ.Ի.Պերելմանի Հելմոնտը գրել է.

Aquote1.png Այդ գոլորշին, ես կոչել եմ գազ, քանի որ այն գրեթե չի տարբերվում հնամենի քաոսից։ Aquote2.png


Վունդի կարծիքով, Հելմոնտը նախ և առաջ մտածել է, որ հայտնաբերված գազը նման է առաջնային քաոսին։ Հելմոնտի վրա ազդեցություն է գործել նաև blas (միջին գերմ.՝ blasen) բառը, որը նա օգտագործում էր աստղերից եկող սառը օդը բնութագրելու համար։ Բառի ընտրության գործում մեծ դեր է ունեցել նաև geest («ոգի») բառը, որը համապատասխանում է լատիներեն spiritus-ին. գազը, որի տակ Հելմոնտը նախ հասկանում էր ածխաթթու գազ, լատիներենով փոխանցվում է spiritus silvestris-ի («անտառի ոգի») միջով։ Ոմանք ենթադրում են, որ գերմանական gasen («եռալ») բառը նույնպես ազդեցություն է գործել բառի ընտրության վրա։

Ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել]

Մակրոսկոպիկ հատկություններ[խմբագրել]

Գազերի մեծամասնությանը դժվար է կամ անհնար անմիջականորեն հետազոտել մեր զգայարաններով: Դրանք բնութագրվում են չորս ֆիզիկական հատկություններով կամ մակրոսկոպիկ հատկություններով` ճնշում, ծավալ, մասնիկների թիվ (քիմիկները օգտագործում են մոլը) և ջերմաստիճան: Այս չորս բնութագրերը տարբեր պայմաններում և տարբեր գազերի համար հնուց ի վեր բացմիցս ուսումնասիրվել են այնպիսի գիտնականների կողմից, ինչպիսիք են՝ Ռոբերտ Բոյլը, Ժակ Շառլը, Ջոն Դալթոնը, Ժոզեֆ Գեյ-Լյուսակը և Ամեդեո Ավոգադրոն: Արդյունքում դրանց մանրամասն ուսումնասիրությունը բերել է այդ հատկությունների միջև մաթեմատիկական կապի սահմանմանը, որն արտահայտվում է իդեալական գազի վիճակի հավասարումով:

Գազի հիմնական առանձնահատկությունը նրանում է, որ այն զբաղեցնում է բոլոր հասանելի տարածությունները, չկազմելով մակերևույթ: Գազերը միշտ խառնվում են: Գազը իզոտրոպ նյութ է, այսինքն դրա հատկությունները կախված չեն ուղղությունից: Ձգողության ուժի բացակայության պայմաններում ճնշումը գազի բոլոր կետերում նույնն է (Պասկալի օրենք): Ձգողության ուժի դաշտում խտությունն ու ճնշումը նույնը չեն բոլոր կետերում՝ ըստ ծանրաչափական բանաձևի փոքրանում են տարբեր բարձրությունների վրա: Համապատասխանաբար, ծանրության ուժի դաշտում գազերի խառնուրդը անհամասեռ է: Ծանր գազերը միտված են ավելի քիչ նստվածք տալ, իսկ ավելի թեթևները՝ բարձրանում են վեր: Ձգողության դաշտում, ցանկացած մարմնի դեպքում, գազերում գործում է Արքիմեդի ուժը, որն օգտագործում են թեթև գազերով կամ տաք օդով լցված օդապարիկներում:

Գազերը ունեն բարձր սեղմելիություն՝ ճնշման մեծացմանը զուգընթաց աճում է խտությունը: Ջերմաստիճանի բարձրացման դեպքում ընդարձակվում են: Սեղմելու դեպքում գազերը կարող է անցնել հեղուկ վիճակի, բայց հեղուկացումն ընթանում է ոչ բոլոր ջերմաստիճաններում, այլ կրիտիկական ջերմաստիճանից ցածր պայմաններում: Կրիտիկական ջերմաստիճանը գազի բնութագրիչներից է և կախված է գազի մոլեկուլների միջև շփման ուժից: Օրինակ՝ հելիում գազը կարելի է հեղուկացնել 4,2 Կ-ից ցածր ջերմաստիճանում:

Կան գազեր, որոնք սառեցման դեպքում վերածվում են պինդ մարմնի, անցնելով հեղուկի փուլը: Հեղուկի անցումը գազային վիճակի կոչվում է գոլորշացում, իսկ անմիջականորեն պինդ մարմնի անցումը գազային վիճակի՝ սուբլիմացիա: