PROFILPELAJAR.COM

Η αέρια (φάση) είναι μια από τις τέσσερις (4) θεμελιώδεις καταστάσεις της ύλης. Οι άλλες τρεις (3) είναι η στερεά, η υγρή και η κατάσταση πλάσματος. Στα αέρια τα σωματίδια που τα αποτελούν (άτομα, μόρια ή ιόντα) δεν έχουν καμιά ορισμένη τάξη. Οι διασωματιδιακές δυνάμεις κυμαίνονται από ασθενείς ως σχεδόν αμελητέες. Στην αέρια κατάσταση τα υλικά σώματα δεν έχουν καθορισμένο σχήμα, ούτε ορισμένο όγκο.^[1] Το χαρακτηριστικό που διαχωρίζει την αέρια φάση από την υγρή και τη στερεά είναι ο μεγάλος διαχωρισμός των δομικών σωματιδίων της ύλης που την αποτελούν. Τα άχρωμα αέρια είναι συνήθως αόρατα σε ανθρώπινους παρατηρητές. Η αλληλεπίδραση των δομικών σωματιδίων των αερίων με τυχούσα παρουσία εξωτερικών πεδίων δυνάμεων, για παράδειγμα ηλεκτρικών ή βαρυτικών θεωρείται συχνά (σχετικά) αμελητέα. Η αέρια κατάσταση βρίσκεται ανάμεσα στην υγρή κατάσταση και στην κατάσταση πλάσματος.^[2] Η κατάσταση πλάσματος αποτελεί ένα υψηλής θερμοκρασίας όριο για τα αέρια. Οριοθετεί το κατώτερο άκρο της κλίμακας θερμοκρασίας που βρίσκονται τα εκφυλισμένα κβαντικά αέρια,^[3] που αποκτούν αυξανόμενο ερευνητικό ενδιαφέρον.^[4] Τα υψηλής πυκνότητας ατομικά αέρια όταν υπερψύχονται σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες ταξινομούνται, ανάλογα με τη στατιστική τους συμπεριφορά, είτε ως αέρια Μποζέ (Bose gases), είτε ως αέρια Φέρμι (Fermi gases). Εκτός από τις θεμελιώδεις καταστάσεις της ύλης, υπάρχει και μια συμπληρωματική λίστα με «εξωτικές» καταστάσεις (δείτε το παρακάτω πρότυπο).

Τόσο τα υγρά όσο και τα αέρια ονομάζονται επίσης και «ρευστά».

Στοιχειακά αέρια

Τα μόνα χημικά στοιχεία που έχουν σταθερές διατομικές αλλομορφές που βρίσκονται στην αέρια κατάσταση υπό κανονικές συνθήκες είναι το υδρογόνο (H₂), το άζωτο (N₂), το οξυγόνο (O₂) και επιπλέον δύο από τα αλογόνα, το φθόριο (F₂) και το χλώριο (Cl₂). Τα αέρια αυτά, μαζί με τα μονοατομικά ευγενή αέρια, δηλαδή το ήλιο (He), το νέον (Ne), το αργό (Ar), το κρυπτό (Kr), το ξένο (Xe) και το ραδόνιο (Rn), ονομάζονται «στοιχειακά αέρια», για να διαχωρίζονται από τις άλλες αέριες ουσίες που αντιστοιχούν σε χημικές ενώσεις.

Φυσικά χαρακτηριστικά

Τα αιωρούμενα σωματίδια καπνού παρέχουν στοιχεία για την κίνηση του αερίου που τα περιβάλλει.

Επειδή τα περισσότερα αέρια είναι δύσκολο να παρατηρηθούν άμεσα περιγράφονται με τη χρήση τεσσάρων φυσικών ιδιοτήτων ή μακροσκοπικών χαρακτηριστικών τους:

Πίεση (P).
Όγκος (V).
Αριθμός σωματιδίων (συνήθως περιγράφεται ως αριθμός γραμμομορίων, n).
Θερμοκρασία (T).

Αυτά τα τέσσερα χαρακτηριστικά επαναλαμβανόμενα μελετήθηκαν από επιστήμονες όπως ο Ρόμπερτ Μπόιλ (Robert Boyle), ο Ζακ Σαρλ (Jacques Charles), ο Τζων Ντάλτον (John Dalton), ο Ζοζέφ Λουί Γκαι-Λυσάκ (Joseph Gay-Lussac) και ο Αμεντέο Αβογκάντρο (Amedeo Avogadro), για μια ποικιλία αερίων σε διάφορες συνθήκες. Οι λεπτομερειακές τους μελέτες οδήγησαν τελικά σε μια (πρώτη σχετικά γενική) μαθηματική σχέση μεταξύ των παραπάνω αναφερόμενων μακροσκοπικών χαρακτηρισμών, που έμεινε γνωστή ως καταστατική εξίσωση των ιδανικών αερίων (PV = nRT).

Δείτε επίσης

Παραπομπές και παρατηρήσεις

↑ Γιαννακουδάκης, Δ. Α. (1985–1986). Φυσική Χημεία Καταστάσεων της Ύλης και Θερμοδυναμική. Θεσσαλονίκη: Εκδόσεις Ζήτη. σελ. 1.
↑ This early 20th century discussion infers what is regarded as the plasma state. See page 137 of American Chemical Society, Faraday Society, Chemical Society (Great Britain) The Journal of Physical Chemistry, Volume 11 Cornell (1907).
↑ The work by T. Zelevinski provides another link to latest research about Strontium in this new field of study. See Tanya Zelevinsky (2009). «84Sr—just right for forming a Bose-Einstein condensate». Physics 2: 94. doi:10.1103/physics.2.94. Bibcode: 2009PhyOJ...2...94Z. http://physics.aps.org/articles/v2/94.
↑ for links material on the Bose–Einstein condensate see Quantum Gas Microscope Offers Glimpse Of Quirky Ultracold Atoms. ScienceDaily. 4 November 2009.