ГАЗЫ

ГАЗЫ (франц. gaz;
назв. предложено голл. учёным Я. Б. Гельмонтом), агрегатное состояние
вещества, в к-ром его частицы не связаны или весьма слабо связаны силами
взаимодействия и движутся свободно, заполняя весь предоставленный им объём.
Вещество в газообразном состоянии широко распространено в природе. Г. образуют
атмосферу Земли, в значит, количествах содержатся в твёрдых земных породах,
растворены в воде океанов, морей и рек. Солнце, звёзды, облака межзвёздного
вещества состоят из Г.- нейтральных или ионизованных (плазмы). Встречающиеся
в природных условиях Г. представляют собой, как правило, смеси химически
индивидуальных Г.

Г. обладают рядом характерных
свойств. Они полностью заполняют сосуд,< в к-ром находятся, и принимают
его форму. В отличие от твёрдых тел и жидкостей, объём Г. существенно зависит
от давления и темп-ры. Коэфф. объёмного расширения Г. в обычных условиях
(О-100°С) на два порядка выше, чем у жидкостей, и составляет в среднем
0,003663 град^-1. В табл. приведены данные о физич. свойствах
наиболее распространённых Г.

Любое вещество можно перевести
в газообразное состояние надлежащим подбором давления и темп-ры. Поэтому
возможную область существования газообразного состояния графически удобно
изобразить в переменных: давление р - темп-pa Т (в р,
Т-диаграмме, рис. 1). При темп-рах ниже критической Т(см.
Критическое
состояние) эта область ограничена кривыми сублимации
(возгонки)
I и парообразования II. Это означает, что при любом давлении
ниже критического рсуществует темп-ра
Т (см.
рис. 1), определяемая кривой сублимации или парообразования, выше к-рой
вещество становится газообразным. В состояниях на
кривой I (ниже тройной точки Тгаз находится в равновесии
с твёрдым веществом (твёрдой фазой), а на кривой II (между тройной и критич.
точкой K) - с жидкой фазой. Газ в этих состояниях обычно называют паром
вещества.

Рис. 1. р, T-диаграмма состояния
вещества. Область газообразного состояния заштрихована. Со стороны низких
температур и давлений она ограничена кривыми сублимации (I) и парообразования
(II). Тр - тройная точка, К - критическая точка. Штриховой линией показана
критическая изохора вещества.

При темп-рах ниже Тможно
сконденсировать Г.- перевести его в др. агрегатное состояние (твёрдое или
жидкое). При этом фазовое превращение Г. в жидкость или твёрдое
тело происходит скачкообразно: весьма малое изменение давления приводит
к конечному изменению ряда свойств вещества (напр., плотности,
энтальпии,
теплоёмкости и др.). Процессы конденсации Г., особенно сжижение
газов, имеют важное техническое значение.

При Т>Тграница
газообразной области условна, поскольку при этих темп-рах фазовые превращения
не происходят. В ряде случаев за условную границу между Г. и жидкостью
при сверхкритич. темп-pax и давлениях принимают критич. изохору вещества
(кривую постоянной плотности или удельного объёма, см, рис. 1),
в непосредств. близости от к-рой свойства вещества изменяются, хотя и не
скачком, но особенно быстро.

В связи с тем что область
газового состояния очень обширна, свойства Г. при изменении темп-ры и давления
могут меняться в широких пределах. Так, в нормальных условиях (при 0°С
и атмосферном давлении) плотность Г. примерно в 1000 раз меньше плотности
того же вещества в твёрдом или жидком состоянии. При комнатной темп-ре,
но давлении, в 10¹⁷ раз меньшем атмосферного (предел, достигнутый
совр. вакуумной техникой), плотность Г. составляет ок. 10^-20г/см³.
В космич. условиях плотность Г. может быть ещё на 10 порядков меньше (