موضوع مقاله: گاز | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # گاز | مقدمه: گاز از حالت‌های ماده میان شش حالت ممکن (جامد، مایع، گاز، پلاسما، چگالش بوز-انیشتین و چگال فرمیونی) است. | ## بخش 1: گاز | گاز در واقع یک مایع قابل تراکمی است که نه تنها به شکل ظرف خود در می‌آید؛ بلکه حجم خود را تا پر کردن آن ظرف نیز گسترش خواهد داد. وابستگی حرکت اتم‌ها یا مولکول‌های ماده از یکدیگر در حالت گاز، بسیار کم‌تر از حالت‌های جامد یا مایع است. در این حالت از ماده، فاصله‌های مولکول‌ها از یکدیگر بسیار زیاد است و به همین دلیل، نیروهای برهم‌کنش مولکولی در آن، بسیار اندک هستند. در حالت گازی نیز مولکولها به‌صورت کاتوره‌ای (Random) حرکت می‌کنند؛ اما از آنجا که فاصلهٔ آنها از یکدیگر زیاداست تعداد برخوردهای میان آن‌ها بسیار کم‌تر از حالت‌های دیگر ماده‌است. زیرشاخه‌ای از فیزیک که به بررسی رفتار گازها در مقیاس ماکروسکپیک می‌پردازد ترمودینامیک نام دارد. گاز خالص ممکن است از اتم ساخته شده‌باشد (مانند نئون)، یا مولکول دواتمی از یک نوع اتم (مانند اکسیژن)، یا مولکول ترکیبی ساخته شده از اتم‌های مختلف (مانند دی‌اکسید کربن). تعریف جزر میانگین مربّعی سرعت ذرّات گاز: براساس جرم مولی، ضریب اتمیسیته، دما و دیگر پارامترهای محیطی، سرعت ذرّات یک گاز تفاوت می‌کند. با تحلیل ابعادی می‌توان سرعتی برای ذرّات گاز در نظر گرفت که سرعت نرمال یا جذر میانگین مربّعی سرعت نامیده می‌شود. | ## بخش 2: گاز | در شرایط دما و فشار معمول، گازها از قانون‌های گاز ایده‌آل پیروی می‌کنند؛ با این حال، در فشارهای بالا یا دماهای پایین، انحراف‌هایی از این قانون رخ می‌دهد. این انحراف به دلیل اثرات بین‌مولکولی و حجم خود مولکول‌هاست که در نظریه گاز ایده‌آل نادیده گرفته می‌شود. برای توصیف دقیق‌تر رفتار گازها در این شرایط، از معادلاتی مانند معادله واندرووالس استفاده می‌شود. قانون‌های گاز ایده‌آل گاز ایده‌آل گازی فرضی است که ذرات آن بدون حجم و بدون نیروی جاذبه یا دافعه فرض می‌شوند. مهم‌ترین روابط حاکم بر گازهای ایده‌آل عبارت‌اند از: قانون بویل (Boyle’s Law): در دمای ثابت، حجم گاز با فشار آن رابطه معکوس دارد. قانون آووگادرو: در دما و فشار مساوی، حجم مساوی از هر گاز دارای تعداد مساوی مولکول است. قانون گاز کامل (معادله حالت گاز ایده‌آل): PV=nRT که در آن: P: فشار، V: حجم، n: تعداد مول، R: ثابت جهانی گازها، و T: دمای مطلق است. برای درک بهتر این انحرافات، دانشمندان از مدل‌هایی مانند گاز واندروالس، گاز ردلیش-کوانگ و مدل‌های پیشرفته‌تر ترمودینامیکی استفاده می‌کنند. | ## بخش 3: گاز | برخی از مهم‌ترین کاربردهای گازها عبارت‌اند از: در پزشکی: استفاده از گازهایی مانند نیتروس اکساید برای بی‌حسی و اکسیژن برای تنفس مصنوعی. در صنعت: به‌کارگیری گازهایی مانند نیتروژن، دی‌اکسید کربن و هیدروژن در صنایع غذایی، پتروشیمی و فلزکاری. در جوّ زمین: ترکیب گازهای جوی نقش اساسی در پایداری دمای زمین دارد و پدیده‌هایی مانند اثر گلخانه‌ای را توضیح می‌دهد. در آزمایشگاه‌ها: گازهای بی‌اثر مانند آرگون و هلیوم در محیط‌های واکنش‌پذیر به‌عنوان محیط‌های خنثی استفاده می‌شوند. طبقه‌بندی گازها از منظر علمی، گازها را می‌توان به چند دسته اصلی تقسیم کرد: گازهای نجیب: شامل هلیم، نئون، آرگون، کریپتون، زنون و رادون که واکنش‌پذیری بسیار پایینی دارند. گازهای گلخانه‌ای: مانند CO₂، CH₄، و N₂O که در به دام افتادن گرمای زمین نقش دارند. ویژگی‌های فیزیکی گازها ویژگی‌های مهم گازها عبارت‌اند از: قابلیت تراکم‌پذیری بالا: گازها را می‌توان با فشار زیاد فشرده کرد. | ## جمع‌بندی | پراکندگی سریع: به دلیل حرکت تصادفی مولکول‌ها، گازها در محیط به سرعت منتشر می‌شوند.