Kas yra dujinė būsena:
Dujinė būsena vadinama materijos būsena, susidedanti iš grupių atomų ir molekulių, turinčių mažai traukos jėgų vienas kitam arba besiplečiančią, o tai reiškia, kad jų negalima visiškai sujungti.
Medžiaga dujinėje būsenoje vadinama dujomis. Žodis gas kilęs iš lotyniško balso Ate o tai reiškia „chaosas“. XVII amžiuje jį sukūrė chemikas Janas Baptista van Helmontas.
Dujinė būsena yra viena iš medžiagos agregacijos būsenų, kartu su skystos, kietos, plazmos ir Bose-Einšteino būsenomis.
Vanduo garinamas arba verdamas.
Kai kurie pavyzdžių medžiagos dujinės būsenos yra:
- deguonies dujos (O2);
- anglies dioksido dujos (CO2);
- gamtinės dujos (naudojamos kaip kuras);
- tauriųjų dujų, tokių kaip helis (He); argonas (Ar); neonas (Ne); kriptonas (Kr); ksenonas (Xe), radonas (Rn) ir oganesonas (Og).
- azotas (N2);
- vandens garai.
Vanduo yra vienintelis elementas, kurį galima rasti visose natūralios medžiagos (kietos, skystos ir dujinės) agregacijos būsenose.
Dujinės būsenos charakteristikos
Skirtingos dujos jų talpyklose.
Dujinėje būsenoje molekulių ir atomų atsiskyrimo energija viršija jų tarpusavio traukos jėgą, dėl kurios atsiranda dujų charakteristikų ar savybių serija.
- Dujose yra mažiau dalelių nei skysčiuose ir kietosiose dalyse.
- Dalelės yra plačiai atskirtos viena nuo kitos, todėl jų sąveika yra menka.
- Dalelės juda nuolat ir netvarkingai.
- Dujos neturi apibrėžtos formos ar tūrio.
- Kai susiduria dalelės, jos chaotiškai keičia kryptį ir greitį, todėl padidėja jų atstumas ir dujų tūris.
- Dauguma dujų yra neapčiuopiamos, bespalvės ir beskonės.
- Dujos gali užimti visą turimą tūrį.
- Dujos gali būti suspaustos į jų indo formą.
Dujinių medžiagų būsenos pokyčiai
Dujinių medžiagų būsenos pokyčiai. Taip pat atkreipkite dėmesį į dalelių atskyrimą pagal medžiagos būseną.
Pagal temperatūros ir slėgio kintamuosius medžiagos virsmo procesai gali būti generuojami iš vienos ar kitos agregacijos būsenos. Medžiagos pokyčiai, susiję su dujine būsena, yra šie:
Kondensatas arba suskystinimas
Tai perėjimas iš dujinės būsenos į skystą būseną. Tai įvyksta, kai dujos patenka į temperatūros kritimą, o tai sumažina dalelių judėjimą ir skatina jas susitraukti kartu, kol tampa skystos. Galime nurodyti du kasdienius vandens pavyzdžius: 1) kai debesys virsta krituliais. 2) kai stiklinė su šaltu gėrimu, kondensuodama karštą orą iš atmosferos, iš išorės išskiria vandens lašus.
Garinimas arba virinimas
Tai yra transformacija iš skystos būsenos į dujinę būseną. Jis įvyksta, kai skysčio temperatūra pakyla, kol jis pasiekia virimo temperatūrą. Pavyzdį galima pamatyti, kai vanduo verda keptuvėje, kol išgaruoja.
Sublimacija
Tai yra perėjimas iš kietos būsenos į dujinę būseną, nereikia pereiti per skystą būseną. Sublimacija vyksta dėl tokios ekstremalios temperatūros, kad jos neleidžia susidaryti skysčiui. Sublimavimo pavyzdys yra sausame lede, kuris išsiskiria į garus neišeinant iš skystos būsenos.
Atvirkštinis sublimavimas arba nusėdimas
Tai yra perėjimas iš kietos būsenos į dujinę būseną, nereikia pereiti per skystą būseną. Atvirkštinės sublimacijos pavyzdys yra šalčio kaupimasis ant žemės.
Veiksniai, turintys įtakos dujoms
Kaitinant oro baliono orą (dujas), jo tūris padidėja, todėl jis kyla.
Dujų elgsenai įtakos turi šie kintamieji:
- Tomas (V): yra dujinių medžiagų užimama erdvė, matuojama litrais (L). Dujos turės didesnį ar mažesnį tūrį, priklausomai nuo dalelių atskyrimo ir vietos, kur galima išsiplėsti.
- Slėgis (P): yra taikoma ploto jėga. Slėgis kyla dėl oro svorio, todėl kuo didesnės dujos, tuo mažiau slėgio jos patiria dėl mažiau oro. Kalbant apie dujas, slėgis matuojamas atmosferomis (atm).
- Temperatūra (T): yra kinetinės energijos, susidariusios tarp dujų dalelių, matas kelvino (K) vienetais. Jei šaltas materijos kūnas artėja prie šilto, šaltas kūnas pakels jo temperatūrą.
Šie veiksniai savo ruožtu yra susiję su kitais elementais, būdingais dujoms, tokiomis kaip:
- Kiekis: yra dujinių medžiagų masės kiekis ir matuojamas moliais (n).
- Tankis: reiškia santykį tarp tūrio ir svorio.
- Medžiagos būsenos.
- Kondensatas
- Garinimas
Dujų dėsniai arba dujinės būsenos dėsniai
Dujų dėsniai vadinami aiškinamaisiais modeliais, apibūdinančiais ryšį tarp skirtingų kintamųjų, turinčių įtakos dujų elgsenai (temperatūra, slėgis, kiekis ir tūris). Yra keturi dujų įstatymai, kurių kiekvienas skirtas skirtingiems dujų aspektams. Tai vadinama:
- Boyle'o įstatymas: nagrinėjamas slėgio ir tūrio santykis.
- Charles Law: nustato temperatūros ir tūrio santykį.
- Gay-Lussac įstatymas: ištirti slėgio ir temperatūros santykį.
- Avogadro įstatymas: Aptarkite apgamų tūrio ir skaičiaus ryšį.
Šių keturių dėsnių derinys sukuria idealų dujų įstatymą.
Idealus dujų įstatymas
Idealios dujos yra tos, kurių dalelės neturi nei traukos, nei atstūmimo, tai yra, nėra patrauklių tarpmolekulinių jėgų. Idealios dujos taip pavadintos, nes iš tikrųjų tai yra teorinė prielaida.
Idealų dujų įstatymą atspindi tokia formulė:
PV = nRT = NkT
kur:
- P: slėgis
- V: tūris
- n: apgamų skaičius
- R: universali dujų konstanta (8,3145 J / mol k)
- N: molekulių skaičius
- k: Boltzmanno konstanta (8,617385 x 10-5eV / k)
- T: temperatūra
Idealus dujų įstatymas sieja dujų slėgį, tūrį, temperatūrą ir masę tuo pačiu metu standartinėmis sąlygomis.
