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氣體的特性介於液體和等離子體之間

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氣體的特性介於液體和等離子體之間

釋出日期·↟·☁☁:2021-09-09 作者·↟·☁☁: 點選·↟·☁☁:

氣體是四種基本物質狀態之一(其他三種分別為固體₪╃▩₪、液體₪╃▩₪、等離子體)││✘◕·。氣體能夠由單個原子(如稀有氣體)₪╃▩₪、一種元素組成的單質分子(如氧氣)₪╃▩₪、多種元素組成化合物分子(如二氧化碳)等組成││✘◕·。氣體混合物能夠包括多種氣體物質☁↟,比如空氣││✘◕·。氣體與液體和固體的明顯區別便是氣體粒子之間間隔很大││✘◕·。這種間隔使得人眼很難察覺到無色氣體││✘◕·。氣體與液體相同是流體·↟·☁☁:它能夠活動☁↟,可變形││✘◕·。與液體不同的是氣體能夠被緊縮││✘◕·。假定沒有約束(容器或力場)的話☁↟,氣體能夠分散☁↟,其體積不受約束☁↟,沒有固定││✘◕·。氣態物質的原子或分子相互之間能夠自在運動││✘◕·。

氣體的特性介於液體和等離子體之間☁↟,氣體的溫度不會超越等離子體☁↟,氣體的溫度下限為簡併態夸克氣體[1]☁↟,現在也越來越受到重視[2]││✘◕·。高密度的原子氣體冷卻到十分低的低溫☁↟,能夠依其計算特性分為玻色氣體和費米氣體☁↟,其他相態能夠參照相態列表││✘◕·。氣體粒子的速度和其對溫度成正比││✘◕·。在右邊的影片中☁↟,當氣球放進液態氮中時☁↟,因為溫度降低☁↟,氣體粒子速度變慢☁↟,氣球體積也隨之縮小││✘◕·。氣體體系的溫度和其間粒子(原子或分子)的運動有關││✘◕·。在計算力學中☁↟,溫度能夠表明貯存在粒子中的均勻動能││✘◕·。貯存能量的方式和粒子的自在度有關││✘◕·。藉由氣體粒子碰撞☁↟,粒子發生平移₪╃▩₪、旋轉或是振盪的運動☁↟,其動能也隨之進步││✘◕·。相反的☁↟,固體中的分子因為在晶格中☁↟,無法有平移或旋轉的運動☁↟,只能以振盪的方式進步溫度││✘◕·。加熱的氣體☁↟,因為持續和容器或其他氣體粒子碰撞☁↟,其速度散佈範圍較大☁↟,能夠用麥克斯韋-玻爾茲曼散佈描繪☁↟,此時會假定氣體粒子近似為挨近熱力學平衡狀態下的理想氣體││✘◕·。在公式中常用"v"來表明氣體比容☁↟,其單位則常為國際單位制中的立方米每千克(m/kg)││✘◕·。表明氣體體積常用"V"☁↟,其單位常為立方米(m)││✘◕·。

氣體


在描繪熱力學性質時☁↟,會將性質區分內含及外延性質││✘◕·。和氣體的量(體積或是質量)有關的量稱為外延性質☁↟,和氣體的量(體積或是質量)無關的量稱為內含性質││✘◕·。比容是內含性質☁↟,是熱平衡時☁↟,單位質量氣體的體積││✘◕·。氣體的體積和氣體量有關☁↟,因此是外延性質││✘◕·。固態和液體的比容會隨壓力或溫度而有細微的改動☁↟,但壓力或溫度改動時☁↟,氣體的比容會有明顯的改動☁↟,溫度相同的氣體☁↟,當壓力減半時☁↟,其比容會加倍☁↟,因此氣體具有緊縮性││✘◕·。主條目·↟·☁☁:密度在公式中常用ρ來表明氣體密度☁↟,其單位則常為國際單位制中的千克每立方米(kg/m3)☁↟,為比容的倒數││✘◕·。因為氣體分子常會裝在容器中移動☁↟,其質量一般會用密度來表明││✘◕·。密度是單位體積下的質量☁↟,也是比容的倒數││✘◕·。氣體密度改動的範圍很大.因為當受到壓力或體積的約束時☁↟,氣體分子之間能夠靠得更近││✘◕·。密度的改動即為可緊縮性☁↟,氣體的密度和壓力及溫度都是狀態變數☁↟,在過程中的改動會依照熱力學的定律││✘◕·。針對靜態氣體而言☁↟,氣體的密度在整個容器中是相同的││✘◕·。密度是一標量☁↟,若是固定質量氣體☁↟,密度和容器的體積成反比││✘◕·。

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