Gas

Artikulu hau materiaren egoerari buruzkoa da; beste esanahietarako, ikus «Gas (argipena)».

Gas fasean dauden partikulak (atomoak, molekulak, edo ioiak) libreki higitzen

Gasa materiaren lau egoera nagusietako bat da. Ez dauka forma eta bolumen definiturik eta libreki higitzen diren atomo edo molekulez osatua dago. Materiaren egoera solidoarekin eta likidoarekin alderatura, gasak dentsitate eta likatasun txikiagoa dauka. Gas baten bolumena aldatu egiten da tenperatura edo presioa aldatzean, gas idealen legeak dioen bezala. Gasen beste ezaugarri nabarmen bat abiadura handiz hedatzeko gaitasuna da, edozein edukiontziren espazioa uniformeki bete arte.

Oinarrizko gasak

Gas-partikulen ausazko mugimendua difusioan gertatzen da.

Baldintza estandarretan egonkorrak diren gas molekular diatomiko homonuklearrak diren elementu kimiko bakarrak hidrogenoa (H2), nitrogenoa (N2), oxigenoa (O2) eta bi halogeno dira: fluorra (F2) eta kloroa (Cl2). Gas noble monatomikoekin —helioarekin (He), neonarekin (Ne), argonarekin (Ar), kriptona (Kr), xenonarekin (Xe) eta radonarekin (Rn)— elkartzen direnean, gas horiei "oinarrizko gas" esaten zaie.

Izena

"Gas" hitza neologismoa da, Jan Baptist van Helmont kimikari flandriarrak proposatua XVII. mendean, grezierazko "chaos" (kaos) hitzaren nederlanderako ahoskatzearen idazkera fonetiko gisa. Euskaraz beste neologismo bat ere sortu zen XX. mendean, laspel, baina gaur egun ez da ia erabiltzen.

Ezaugarri fisikoak

1990eko apirilaren 21ean, Redoubt mendiaren erupzioa, Alaska, oreka termodinamikoan ez dauden benetako gasak irudikatuz.

Gasa osatzen duten atomoak edo molekulak modu independentean mugitzen dira (solido edo likido batekoak baino modu askeagoan), haiek batera mantenduko dituen edo sakabanatuko dituen indarrik gabe. Partikulen arteko elkarrekintza bakarrak talka bakan eta ausazkoak dira; bakoitza ausazko norabidean eta abiadura handian higitzen da. Abiadura tenperaturaren araberakoa da eta Maxwell-Boltzmann banaketaren bidez definitzen da. Beraz, gas fasea egoera guztiz kaotikoa da.

Gas baten egoera termodinamikoak hiru propietate dauzka: bolumena, tenperatura eta presioa. Aldagai hauen arteko erlazioa gas idealen funtsezko legearen bidez azaltzen da: gas ideal baten presioa bere tenperaturarekiko eta molekula-kopuruarekiko proportzionala eta bere bolumenarekiko alderantziz proportzionala da.

Likidoak eta plasmak bezala, gasak ere fluido isurkor eta askeak dira. Higitu ondoren, ez dira beren jatorrizko konfiguraziora itzultzen. Likidoek ez bezala, huts-ingurune batean gordetako gas askeek ez dute bolumen finkorik betetzen; horren ordez, espazio osoa bete arte hedatzen dira. Kontuan izan behar da baldintza hau soilik gertatzen dela huts-inguruneetan. Esaterako, aire zabalean karbono dioxidoa isurtzen bada, gasa ez da hedatuko eta lurrera eroriko da, airea dentsoagoa delako.

Gasen legeak

Lege askok aztertzen dute gasen presioa, bolumena eta tenperatura arteko erlazioa.

Gasen lege orokorra

Gasen lege orokorrak presio, tenperatura eta bolumen aldagaiekiko hauen portamoldea argitzen du. Honela gas masa konstante batean aldagai hauen arteko erlazioa hurrengo berdinketak ezartzen du:

${\frac {P_{1}V_{1}}{T_{1}}}={\frac {P_{2}V_{2}}{T_{2}}}$

non:

P = presioa

V = bolumena

T = tenperatura

bi egoera ezberdinetan (1 eta 2).

Legeak argitzen duenez hasierako egoera betako (1) gas batean aldagai baten magnitude bat aldatzean berdintasuna mantentzeko amaiera egoeran (2) aldagai osagarrien doitze bat eragingo du.

Tenperatura konstante mantentzen bada (T₁=T₂), posible da berau ekuaziotik kentzea. Beraz berdintasuna presio eta bolumen arteko aldaketen bidez mantentzen da.

Boyleren lan-tresna

Boyle-Mariotte legea

Gas idealen legea ulertzeko bideoa.

---

Bideo hau Jakindun elkarteak egin du. Gehiago dituzu eskuragarri euren gunean. Bideoak dituzten artikulu guztiak ikus ditzakezu hemen.

Tenperatura konstante bateko oreka argitzen du. Oinarrian hurrengo berdinketaz adierazten da:

$V_{1}\cdot P_{1}=V_{2}\cdot P_{2}\,\!$

Presioa gas baten bolumenarekiko alderantziz proportzionala da: gas masa batean presioa handitzean bere bolumena proportzionalki txikitzen da.

Jhon Dalton-en anotazioak eta sinboloak

Dalton legea

Dalton legeak gas nahasketa baten guztirako presioa gas bakoitzak bolumen osoa okupatuko balitz eragiten dituzten presioen batzea dela argitzen du.

$P_{total}=\sum _{i=1}^{n}{p_{i}}$       or      $P_{total}=p_{1}+p_{2}+\cdots +p_{n}$

Lege hau presio partzialen legea bezala ere ezagutzen da, gas batek X presioan batean duen presio partziala nahasketan dagoen gasen proportzioarekin zuzenki proportzionala baita.

Hau da, gas nahasketa batean osagai batek P presioan nahasketaren bolumenaren %20 betetzen badu, osagai horrek 0,2 Pko presio partzial bat du.

Henry legea (gasen disoluzioa)

Gas bat likido batekin harremanetan ipintzean gasaren molekulak (bere energia termodinamikoa -presio eta tenperatura- dela eta) gas-likido interfazean sartu eta honen barnean banatzen dira. Egoera honi gasen disoluzioa esaten zaio.

Gas bat fase likidoan disolbaturik dagoenean gasaren tentsioa (T) esaten zaio fase gaseosoan dagoenean presio partziala (p) erabiltzen den bitartean.

$p=k_{\rm {H}}\,c$

non:

p = soluzioaren presio partziala

c = soluzioaren kontzentrazioa

k_H = Henry legearen konstantea.

Henry legeak argitzen duenez tenperatura jakin batean eta saturazioa egoeran likido batean disolbatzen den gas kopurua gasak likidoaren azalean eragiten duen presioarekiko zuzenki proportzionala da.

Henry legean izendatzen duen saturazio kontzeptuak gasaren presiorena (gas egoeran) eta bere tentsioaren (likido egoeran) dagoen orekaz ari da. Presioa tentsioa baino handiago denean azpisaturazio egoera esaten zaio, berdinak direnean saturazio esaten zaio eta presioa disolbaturiko gasaren tentsioa baino txikiagoa denen supersaturazioa esaten zaion bitartean. Azpisaturazioan dagoen likido batek oreka (saturazio) irtsi arte gas egoerako gasa disolbatuko du. Supersaturazio egoeran disolbaturiko gasa botako du oreka (saturazio) egoerara iritsi arte.

Graham legea (gasen zabalkundea)

Bi gas arteko zabalkunde fenomenoa, hau da gasak nahasteko abiadura argitzen du lege honek. Oinarrian tenperatura eta presio egoera berdinetan bi gasen arteko zabalkundea gasen masa molarren erro karratuarekiko alderantziz proportzionala dela dio.

${{\mbox{v}}_{1} \over {\mbox{v}}_{2}}={\sqrt {d_{2} \over d_{1}}}$

non:

v₁ = 1 gasaren zabalkunde abiadura

v₂ = 2 gasaren zabalkunde abiadura

d₁ = 1 gasaren dentsitatea

d₂ = 2 gasaren dentsitatea

Beste era batera esanda tenperatura eta presio berdinean molekula arinak dituen gas baten zabalkunde abiadura molekula astunak dituena baino handiago da.

Fick legea (gasen zabalkundea)

Gas batek zuntz baten (edo ehun kapa bat) zeharkatzeko duen transferentzia tasa azaltzen du. Hau ageriko superfiziearekiko eta bere bi egoeren arteko ezberdintasunarekiko proportzionala da eta zuntz/ehunaren lodierarekiko alderantziz proportzionala da. Gainera zabalkunde abiadura zabalkunde konstantearekiko (parte hartzen duten ehun eta gas bakoitzerako bakarra) proportzionala da.

Ikus, gainera

• Likido
• Solido
• Lurrunkortasun

Kanpo estekak

• Datuak: Q11432
• Multimedia: Gases