Gaso

Modelo de gaso laŭ la kinetika teorio.

Skulptaĵo de tergasmolekuloenKolhamkomunumoSlochteren(Nederlando).

Gasoestas fizikastato de materio,en kiu la komponaĵoj (atomojaŭmolekuloj) povas moviĝi libere kaj ne estas interkonektitaj. Depende de latemperaturokajpremogasa substanco povas transformiĝi allikvaaŭsolidastato.

Latermino"gaso" estis inventita de la flandra sciencistoJan Baptista van Helmonten la17-a jarcento,derivita el la latina "chaos",kaoso​)kaj ĝi aludas al lastato de materioen kiu, laŭ specifaj kondiĉoj detemperaturokajpremo,ties molekuloj milde interagas inter si, sen formi molekularojn, nome molekul-ligojn,​ adoptante la formon kaj la volumon de la ujo kiu enhavas ĝie tendence al separiĝo, tio estas, al etendiĝo, ĉiom kiom eblas, pro ties alta koncentriĝo dekineta energio.La gasoj estasfluaĵojtre kunpremeblaj, kiuj povas suferi grandajn ŝanĝojn dedensecopro la premo kaj la temperaturo.

La molekuloj kiuj konstituas gason preskaŭ ne estas altiritaj unuj fare de aliaj, pro kio ili moviĝas en lavakuoje granda rapideco kaj tre separataj unuj disde aliaj, kio klarigas siajn proprecojn jene:​

• La gasmolekuloj estas praktike liberaj, tiel ke ili estas kapablaj distribuiĝi tra la tuta disponebla spaco en kiu ili estas enhavataj. La fortoj kajgravitajkaj altiraj inter la molekuloj estas pro malgrando neatenteblaj, kompare kun la rapideco laŭ kiu moviĝas la molekuloj.
• La gasoj okupas komplete la volumon de la ujoj kiuj enhavas ilin.
• La gasoj ne havas difinitan formon, kaj adoptas tiujn de la ujoj kiuj enhavas ilin.
• La gasoj povas esti premitaj facile, ĉar estas enormaj disponeblaj spacoj vakuaj inter unuj molekuloj kaj aliaj.

Jenormaj kondiĉoj pri temperaturo kaj premola gasoj povas esti ĉu kemiaj elementoj kiel lahidrogeno,laoksigeno,lanitrogeno,lakloro,lafluorokaj lanoblaj gasoj,ĉu komponaĵoj kiel lakarbona dioksidoaŭ lapropano,ĉu miksaĵoj kiel laaero.

Lavaporojkaj laplasmokunhavas proprecojn kun la gasoj kaj povas formi homogenajn miksaĵojn, por ekzemplovaporo de akvokaj aero. Ĉiuj kune estas konataj kielgaskorpoj,gasa statoaŭgasa fazo.

Historio

Jan Baptista van Helmont,konsiderata la patro de la pneŭmatika kemio, kreis la terminon "gaso".

En 1648, la kemiistoJan Baptista van Helmont,konsiderata la patro de la pneŭmatika kemio, kreis la terminon "gaso" (dum ioma tempo estis uzata ankaŭ la esprimon "aeroforma stato" ), el la greka vortokaos(kaos, malordo) por difini la trajtojn de lakarbona dioksido.Tiu nomo poste etendiĝis al ĉiujgaskorpoj,nomitaj ankaŭelastaj fluaĵoj,premeblaj fluaĵojaŭaeroj,kaj estas uzata por referenci unu de la statoj de lamaterio.La ĉefa trajto de la gasoj, kompare al solidoj kaj likvaĵoj, estas ke ili estas nek videblaj nek tuŝeblaj, kio malhelpis ties studadon historie, sed ili same estas komponitaj el atomoj kaj molekuloj. Kiam la moderna scienco povis kompreni la ekzistadon kaj funkciadon de kaj atomoj kaj molekuloj, oni povis kompreni la ekzistadon kaj funkciadon de la gasoj.

La kaŭzo de la naturo de la gasoj estas en iliaj molekuloj, tre separataj unuj disde aliaj kaj farantaj hazardajn movojn inter si. Same kiel okazas ĉe la aliaj du materistatoj, la gasoj povas ankaŭ transformiĝi (en likvaĵoj) se oni metas ilin je tre malaltaj temperaturoj. Tiu procezo estas nomatakondensiĝoĉe la vaporoj kaj "likvigo" ĉe laperfektaj gasoj.La plej parto de gasoj postulas tre malaltajn temperaturojn por atingi kondensiĝon. Por ekzemplo, ĉe laoksigeno,la necesa temperaturo estas de−183°C.La teknika malfacileco atingi tiom ekstremajn temperaturojn malhelpis la studadon de la konduto de gasoj en antaŭmodernaj epokoj.

La unuaj "leĝoj de gasoj" estis disvolvigitaj ekde fino de la 17-a jarcento, kiam la sciencistoj ekrimarkis, ke en la rilatoj kiuj establiĝas inter lapremo,lavolumenokaj latemperaturode specimeno de gaso, en fermita sistemo, oni povas akiri formulon kiu estus valida por ĉiuj gasoj. Tiuj kondutas simile en ampleksa vario de kondiĉoj, pro la facila alproksimigeblo kiun havas la molekuloj kiuj estas pli apartaj, kaj nuntempe laekvaciode stato por ideala gaso estas derivata de la kineta teorio. Aktuale la iamaj leĝoj de la gasoj estas konsiderataj kiel specialaj kazoj de la ekvuacio de la ideala gaso, kiel unu aŭ pliaj el la variabloj kiuj povas esti retenitaj konstante.

Empirie, estas observeblaj serio da rilatojproporciajinter latemperaturo,lapremokaj lavolumeno,kiuj rezultas en la leĝo de la idealaj gasoj, deduktita por la unua fojo fare deÉmile Clapeyronen 1834.

Gasleĝoj

Laleĝon de Boyleektrovis en1662lairlandafizikistokajĥemiistoRobert Boyle.

Estas diversaj leĝoj derivataj de simpligitaj modeloj de la realo kiuj rilatas la premon, la volumenon kaj la temperaturon de difinita gaso.

Leĝo de Boyle

Laleĝo de Boyle-Mariotte(aŭleĝo de Boyle) diras, ke

la volumeno de certamasodagasoje konstanta temperaturo estas inverse proporcia al siapremo.

Ekzemple, se la premo de unu gaso duobliĝas, la volumeno de la gaso reduktiĝos duone, kaj same inverse. La leĝon ektrovis en1662lairlandafizikistokajĥemiistoRobert Boyle.

Ekvacio de ideala gaso

Laekvacio de ideala gaso,iame nomitaekvacio de Clapeyronlaŭ la nomo de la fizikistoClapeyronkiu la unua formulis ĝin en1834,estasekvacio de statodeideala gaso,kiu kombinaspremon,temperaturonkajvolumenon:

$pV=nRT\,$

kie:

• p -premo,
• V -volumeno,
• n - nombro demolojde gaso
• T -temperaturoT [K] = t [°C] + 273,15
• R -Universala gaskonstanto

Konduto de gasoj

Por studi la temperaturan konduton de partikloj de materio ekzistas kvar mezureblajn kvantojn kiuj ludas gravan rolon en la fizika trajtaro: nomepremo,volumeno,temperaturokajmasode la specimeno de la materio (aŭ eĉ pli bone ankoraŭmaterikvanto,mezurita enmoloj). Ajna gaso estas konsideratafluaĵoĉar ĝi havas la proprecojn kiuj ebligas ties konduton kiel tio.

La gasaj molekuloj, en kontinua movado, kolizias elaste inter si kaj kontraŭ la muroj de la ujo kiu enhavas la gason, kontraŭ kiuj ili faras konstantan premadon. Se la gaso estas varmigita, tiu varma energio estas investita en kineta energio de la molekuloj, tio estas, la molekuloj moviĝas je pli granda rapideco, pro kio la nombro de frapoj kontraŭ la muroj de la ujo pliiĝas je nombro kaj je energio. Kiel konsekvenco la premo de la gaso pliiĝas, kaj se la muroj de la ujo ne estas rigidaj, ankaŭ la volumeno de la gaso pliiĝas.

Difinita gaso tendencas esti aktiva kemie ĉar ankaŭ ties molekula surfaco estas granda, tio estas, ĉar ties partikloj en kontinua movado estas interfrapante unuj kontraŭ aliaj, tio plifaciligas la kontakto inter unu substanco kaj alia, pliigante la rapidecon de reago kompare kun tiu inter likvaĵoj kaj solidoj.

Gastipoj

Monda produktado de tergaso.

Tergaso,aŭnatura gaso,estas flamebla gaso, kiu troviĝas en subteraj naturaj deponejoj. Ĝi ofte aperas kun nafto, ĉar ili samforme estiĝas. Ĝi estiĝis antaŭ jarmilionoj kiel natura gaso el putriĝantaj bestoj, kiuj sedimentiĝis subakve en ŝlimo. Tie inter senaeraj cirkonstancoj estiĝis la tergaso kaj nafto.

Libera gasoestas la materistato de la gasaj komponantoj, en kiuj partikloj de gaso (molekuloj, atomoj) moviĝas libere, samkvante plenigante kaze de manko de la eksteraj fortoj la tutan haveblan volumenon en la porecaj kaj fendecaj rokaĵoj, en la atmosfero. Libera gaso povas troviĝi super nafto en naftotavolo aŭ en iu rezervujo super likvaĵo (akvo, nafto ktp) ekvilibre al la sama gaso en diluita stato. Ĝi povas eliĝi el karbontavoloj. Libera gaso povas transiri al la ligita (sorbita) stato kaj inverse. Ĝi povas eliĝi flue tra naturaj truoj al la tersurfaco, esti forĵetata sub alta premo el vulkanaj krateroj dum erupcioj ktp.

Noblaj gasoj- estas kemiaj elementoj el ĉefa subgrupo de VIII grupo, kies s- kaj p- ŝeloj estas kompletaj. La noblaj gasoj estas en la lasta kolumno de laperioda tabelo(18 aŭ VIII). Al noblaj gasoj rilatas:

• heliumo- (atomnumero 2)
• neono- (10)
• argono- (18)
• kriptono- (36)
• ksenono- (54)
• kajradono- (86).

Uzado

Gaslumigo

Preterpasantoj miras pri la nova gaslumigo (Londono, 1809).

Pli detalaj informoj troveblas en artikoloGaslumigo.

Gasa lumigoestas la produktado de artefaritalumoel laBrulode gasabrulaĵokielhidrogeno,metano,etileno,etino,butano,propano,karbona monooksidoaŭtergaso.Antaŭ olelektrizoestis disvastigita kaj sufiĉe ekonomiebla por ĉiutaga uzado, gaso estis la plej populara rimedo delumigoen lastratoj.Dum tiu periodo, la stratoj de modernaj grandurboj estis lumigitaj per gasfunkciajstratlampoj.La unuaj gaslampoj postulis lampfajriston, kiu promenis tra la stratoj de la grandurbo vespere kaj lumigis ĉiun lampon individue. En pli postaj lumsistemoj,flamigilojestis lanĉitaj kiuj estis aŭtomate aktivigitaj kiam gasfluo komenciĝis en la lampo.

Vaporturbino

Pli detalaj informoj troveblas en artikoloVaporturbino.

Vaporturbinoestasmaŝinokiu elprenasvarmoenergionel premitavaporokaj uzas ĝin por produktimekanikan laboronsur rotacia aparato. Ĝian modernan version inventisCharles Parsonsen 1884.Fabrikado de modernaj vaporturbinoj postulas antaŭenigitanmetallaboradonpor krei altgradajnŝtalalojojnen tre precizajn partojn uzante teknologiojn kiuj estis disponeblaj por la unua fojo nur jam en la 20-a jarcento; kontinuaj antaŭeniroj en daŭreco kaj efikeco de la vaporturbinoj restis ŝlosilaj por la energia ekonomiko de la 21-a jarcento.

Vidu ankaŭ

• Nobla gaso
• Natura gaso
  • tergaso
  • marĉa gaso
  • biogaso
• Ideala gaso
• Karbomineja gaso
• Entropio

Bildaro

• 
  NebulozoNGC 604– lumanta gaso ĉirkaŭ aro dastelojen laspirala galaksioM33.
• 
  Gasoneonoenvitraujo; ĝi estas praktike nevidebla.
• 
  Ujo pornatura gasoenEsslingen am Neckar,Germanujo.

Bibliografio

• Philip Hill and Carl Peterson.Mechanics and Thermodynamics of Propulsion: Second EditionAddison-Wesley, 1992.(ISBN 0-201-14659-2)
• National Aeronautics and Space Administration (NASA).Animated Gas Lab.Alirita februaro 2008.
• Georgia State University.HyperPhysics.Alirita februaro 2008.
• Antony LewisWordWeb.Accessed February 2008.
• Northwestern Michigan CollegeThe Gaseous State.Alirita februaro 2008.
• Lewes, Vivian Byam; Lunge, Georg (1911). [1911 Encyclopædia Britannica/Gas "Gas".]Encyclopædia Britannica.11 (11a eld.). pp. 481–493.

• En tiu ĉi artikolo estas uzita traduko de teksto el la artikoloGasen la hispana Vikipedio.