Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


Пређи на садржај
Википедија
Претрага

Гас

С Википедије, слободне енциклопедије
Уколико сте тражили врсту горива, погледајте чланакЗемни гас (TNG,KPG).
За друге употребе, погледајтеГас (вишезначна одредница).
Честице гасне фазе (атоми,молекули, илијоно) се слободно крећу у одсуствуелектричног поља.

Гасовито агрегатно стање[1] (илиплин)[2][3] је једно одчетири агрегатна стања (остала сучврсто стање,течно стање, иплазма). Чист гас може да се састоји од индивидуалних атома (нпр.племенити гас као што јенеон),елементалних молекула који се састоје од једног типа атома (нпр.кисеоник), или молекулаједињења формираних од различитих атома (нпр.угљен-диоксид). Гасовитесмеше садрже различите чисте гасове. Гас се разликује од течности и чврсте материје по томе што постоји огромна сепарација између индивидуалних честица. Та сепарација обично чини безбојне гасове невидљивим за људско око. Интеракције гасних честица у присуству електричног игравитационог поља се сматрају занемарљивим, што је представљено константним векторима брзине на слици. Један тип добро познатог гаса је пара.

Гасовито стање материје се налази између стања течности и плазме,[4] при чему плазма представља горњу температурну границу гасова. На граници доњег крајатемпературне скале леже дегенеративни квантни гасови,[5] који задобијају све више пажње.[6] Атомски гасови високе густине који су супер -хлађени до изузетно ниских температура се класификују по њиховом статистичком понашању као билоБосеов гас илиФермијев гас.

Елементални гасови

[уреди |уреди извор]

Јединихемијски елементи који су стабилни настандардној температури и притиску (СТП) су мултиатомскихомонуклеарнимолекули:водоник (H2),азот (N2) икисеоник (O2); плус двахалогена,флуор (F2) ихлор (Cl2). Ти гасови, кад су груписани заједно самонатомскимплеменитим гасовима:хелијумом (He),неоном (Ne),аргоном (Ar),криптоном (Kr),ксеноном (Xe) ирадоном (Rn), се називају елементалним гасовима. Алтернативно они су понекад називају „молекуларним гасовима“ да би се разликовали од молекула који су такођехемијска једињења.

Етимологија

[уреди |уреди извор]

Речгас јенеологизам који је првобитно користио у раном17. векуФламанскихемичарЈ.Б. ван Хелмонт.[7] Ван Хелмонтова реч изгледа да је била једноставно фонетска транскрипцијагрчке речи χάοςхаосг се у холандском изговара каоч и „лоч“ – у ком случају је Ван Хелмонт једноставно следио устаљенуалхемијску употребу, првобитно кориштену у радовимаПарацелсуса. Следствено Парацелсусовој терминологији,хаос значи нешто попут „ултра-разређене воде“.[8]

Једна алтернативна верзија је[9] да је Ван Хелмонтова реч коруптирана одgahst (илиgeist), са значењем дух или спирит. То је зато што су поједини гасови сугерисали натприродно порекло, као што је њихова способност узроковања смрти, манифестовања пламена, и услед њихове појаве у „рудницима, на днима бунара, у црквеним двориштима и другим усамљеним местима“.

Физичке карактеристике

[уреди |уреди извор]
Разношене честицедима пружају наговештај о кретању окружујућег гаса.

Пошто је многе гасове тешко директно уочити, они се описују коришћењем четирифизичка својства илимакроскопске карактеристике:притиском,запремином,бројем честица (хемичари их групишу умолове) итемпературом. Те четири карактеристике су за мноштво гасова у различитим околностима изучавали научници као што суРоберт Бојл,Жак Чалс,Џон Далтон,Жозеф Луј Ге-Лисак иАмедео Авогадро. Њихове детаљне студије су ултимативно довеле до развоја математичких односа између тих својстава, која су изражена каозакон идеалног гаса (погледајте испод секцију о поједностављеним моделима).

Гасне честице су знатно размакнуте једна од друге, и консеквентно имају слабије интермолекуларне силе од течних и чврстих материја. Теинтермолекуларне силе произилазе из електростатичких интеракција између честица гаса. Истоветно наелектрисане површине различитих честица гаса се одбијају, док се супротно наелектрисани региони различитих честица гаса међусобно привлаче; гасови који садрже перманентно наелектрисанејоне су познати каоплазме. Гасовита једињења саполарним ковалентним везама садрже перманентну неравнотежу наелектрисања и стога имају релативно јаке интермолекуларне силе, мада нето молекулско наелектрисање остаје неутрално. Пролазна, рандомно индукована наелектрисања постоје дуж неполарнихковалентних веза молекула и електростатичке интеракције узроковане њима се називајуВан дер Валсовим силама. Интеракције тих интермолекуларних сила варирају унутар супстанце што одређује многа физичка својства која су јединствена за сваки гас.[10][11] Поређењетачки кључања за једињења формирана јонским и ковалентним везама доводи до тог закључка.[12] Кретање честица дима на слици даје известан увид у понашање гаса при ниском притиску.

У поређењу са другим стањима материје, гасови имају малугустину ивискозитет.Притисак итемпература утичу на честице унутар одређене запремине. Та варијација у сепарацији и брзини честица се називакомпресибилност. Сепарација и величина честица утичу на оптичка својства гасова, као што се може видети насписку индекса рефракције. Коначно, честице гаса се удаљавају једна од друге подвргавајући се процесудифузије да би се хомогено дистрибуирале у било којој посуди.

Макроскопска својства

[уреди |уреди извор]
Слика шатла током фазе повратка на Земљу.

При посматрању гаса, типично се усвоји референтни оквир илискала дужина.Веће скале распона кореспондирајумакроскопској или глобалној тачки гледишта гаса. Тај регион (који се назива запремина) мора да буде довољно велик да би садржао велики узорак честица гаса. Резултирајућа статистичка анализа узорка те величине производи„просечно“ понашање (и.е. врзину, температуру или притисак) свих честица гаса у региону. У контрасту с тим,мање скале распона кореспондирајумикроскопском или корпускуларном гледишту.

Макроскопски, карактеристике гаса се мере било у виду самих честица гаса (брзине, притиска, или температуре) или њиховог окружења (запремине). На пример, Роберт Бојл је изучаваопнеуматску хемију током мале порције своје каријере. Један од његових експеримената је везан замакроскопска својства притиска и запремине гаса. У његовом експерименту је кориштена Ј-цевманометра која изгледа каоепрувета у облику слова Ј. Бојл је заробиоинертни гас у затвореном крају цеви слојемживе, чиме је остварио константан број честица и температуру. Он је приметио да са повећањем притиска у гасу, додавањем живе у цев, долази до смањења запремине гаса (што је познато каоинверзан однос). Бојл је исто тако уочио да је производ притиска и запремине у сваком експерименту константан. Тај однос се одржава за сваки гас, тако да је Бојл формулисао закон, (PV=k), који носи његово име у знак његовог доприноса овом пољу.

Постоје многи математички алати за анализу својстава гаса. Кад се гасови подвргну екстремним условима, ти алати постају нешто комплекснији, одОјлерових једначина за невискозни проток доНавијер–Стоксових једначина[13] за потпуно описивање вискозних ефеката. Те једначине су адаптиране на услове датог гасног система. Бојлова лабораторијска опрема је омогућила употребуалгебре за добијање аналитичких резултата. Његови резултати су били могући зато што је он изучавао гасове при релативно ниским притисцима где се они понашају у "идеалном" маниру. Ти идеални односи су применљиви на прорачуне безбедности за разноврсне услове летења користећи мноштво материјала. Технолошка опрема која је у данашње време у употреби је дизајнирана за безбедно изучавање егзотичнијих операционих окружења, у којима се гасови више не понашају у "идеалном" маниру. Ти сложенији прорачуни, укључујућистатистику имултиваријабилни рачун, омогућавају решавање таквих комплексних динамичких ситуација, као што је поновни просторни улаз возила. На пример анализа повратка спејс-шатла је приказана на слици. Прорачуном се осигурава да су својства материјала под таквим напонским условима одговарајућа. У таквом режиму летења, гас се више не понаша идеално.

Притисак

[уреди |уреди извор]
Главни чланак:Притисак

Симбол којим се означавапритисак у једначинама је"p" или"P", а СИ јединица јепаскал.

При описивању суда с гасом, терминпритисак (или апсолутни притисак) се односи на просечну силу по јединици површине коју гас врши на површину суда. У тој запремини, понекад је лакше да се визуелизују честице гаса у праволинијском кретању, док се не сударе са судом (погледајте дијаграм на врху чланка). Сила коју гас врши на честице суда током судара је променамомента честице.[14] Током судара мења се самонормална компонента брзине. Честица која се креће паралелно да зидом не мења свој моменат. Стога просечна сила на површини мора да буде просечна променалинеарног момента свих колизија.

Притисак је сума свих нормалних компоненти силе коју врше честице које се сударају са зидом суда, подељена са површином зида.

Температура

[уреди |уреди извор]
Ваздушни балон се смањује након урањања у течни азот
Главни чланак:Термодинамичка температура

Симбол који се користи за означавањетемпературе у једначинама јеT, са СИ јединицомкелвин.

Брзина честица гаса је пропорционална њиховојапсолутној температури. Запремина балона у снимку се смањује кад се заробљене честице гаса успоре урањањем балона у екстремно хладни азот. Температура било когфизичког система је повезана са кретањем честица (молекула и атома) које сачињавају систем.[15] Устатистичкој механици, температура је мера просечне кинетичке енергије честице. Методи очувања ове енергије су диктиранистепенима слободе самих честица (модом енергије). Кинетичка енергија додата (уендотермном процесу) честицама гаса путем колизија производи линеарно, ротационо, и вибрационо кретање. У контрасту с тим, молекул у чврстој материји може једино да повећа своје вибрационе модове додатком топлоте, јер структура кристалне решетке спречава његово линеарно и ротационо кретање. Молекули загрејаног гаса имају већи опсег брзине који константно варира услед константних судара са другим честицама. Опсег брзина се може описати помоћуМаксвел–Болцманове дистрибуције. Употреба ове дистрибуције подразумева присуствоидеалних гасова у близинитермодинамичке равнотеже за разматрани систем честица.[тражи се извор]

Специфична запремина

[уреди |уреди извор]
Главни чланци:Специфична запремина иЗапремина (термодинамика)

Симбол који се користи за обележавањеспецифичне запремине у једначинама је"v", са СИ јединицом кубни метар по килограму. Симбол који се користи за обележавањезапремине у једначинама је"V", са СИ јединицом кубни метар.

Утермодинамичкој анализи, типично се говори оинтензивним и екстензивним својствима. Својства која зависе од количине гаса (било по маси или запремини) се називајуекстензивним својствима, док се својства која нису зависна од количине гаса називајуинтензивним својствима.Специфична запремина је примеринтензивног својства, јер је то однос запремине окупиранејединицом масе гаса који је идентичан широм система у равнотежи.[16] 1000 атома једног гаса заузимају исти простор, као било којих 1000 атома другог гаса на датој температури и притиску. Тај концепт се лакше визуелизује код чврсте материје, као што јегвожђе, која није компресивна попут гасова. Пошто гас попуњава сваки суд у коме се налази,запремина јеекстензивно својство.

Густина

[уреди |уреди извор]
Главни чланак:Густина

Симбол који се користи за означавањегустине у једначинама јеρ (ро), са СИ јединицом килограм по кубном метру. Ова величина је реципрочна специфичној запремини.

Пошто молекули гаса могу слободно да се крећу у суду, њихова маса се нормално изражавагустином. Густина је количина масе по јединици запремине супстанце, или инверзна вредност специфичне запремине. Код гасова, густина може да варира у широком опсегу пошто су честице слободне да се приближе једна другој кад су ограничене притиском или запремином. Ова варијација густине се називакомпресибилношћу. Попут притиска и температуре, густина јепроменљива стања гаса, и промена густине током било ког процеса је подложна законима термодинамике. Застатички гас, густина је иста широм целокупног суда. Густина је стогаскаларна величина. Може се показати уз помоћкинетичке теорије да је густинаинверзно пропорционална величини суда у коме је фиксна маса гаса затворена. У случају фиксне масе, густина се смањује са повећањем запремине.

Микроскопска својства

[уреди |уреди извор]

Кад би било могуће да се види гас под моћним микроскопом, видела би се колекција честица (молекула, атома, јона, електрона, етц.) без било каквог дефинитивног облика или запремине, које се мање-више рандомно крећу. Те честице неутралног гаса једино мењају правац кад се сударе са другим честицама или са зидовима суда. У идеалном гасу, ти судари су перфектно еластични. Стога честице илимикроскопски поглед на гас се могу описатикинетичком молекуларном теоријом. Претпоставка на којој се та теорија заснива се може наћи међу постулатима кинетичке теорије.

Кинетичка теорија

[уреди |уреди извор]
Главни чланак:Кинетичка теорија гасова

Кинетичка теорија пружа увид у макроскопска својства гасова путем разматрања њихове молекуларне композиције и кретања. Почевши са дефиницијамамомента икинетичке енергије,[17] могу се користитиконзервација момента и геометријски односи коцке да би повезала својства макроскопског система, температуре и притиска, са микроскопским својством кинетичке енергије молекула. Теорија пружа просечне вредности та два својства.

Теорија такође објашњава како гасни систем одговара на промене. На пример, са загрејавањем гаса од апсолутне нуле, кад је (у теорији) перфектно непокретан, његоваунутрашња енергија (температура) се повећава. Са загрејавањем гаса, честице се убрзавају и његова температура расте. То доводи до већег броја судара са судом по јединици времена услед повећане брзине честица условљене повећаном температуром. Притисак се повећава пропорционо са бројем судара у јединици времена.

Брауново кретање

[уреди |уреди извор]
Рандомно кретање честица гаса доводи додифузије.
Главни чланак:Брауново кретање

Брауново кретање је математички модел који се користи за описивање рандомног кретања честица суспендованих у флуиду. Анимација честица гаса, користећи љубичасте и зелене честице, илуструје како то понашање доводи до ширења гасова (ентропија). Ови догађаји су такође описанитеоријом честица.

Пошто је то на граници (или изван) данашње технологије да разматра индивидуалне честице гаса (атома или молекула), једино теоретски прорачуни дају сугестије о начину њиховог кретања. То кретање се разликује од Брауновог кретања, зато што Брауново кретање обухвата глатко повлачење сила трења многобројних молекула гаса, пресецано оштрим сударима појединачних (или мноштва) молекула гаса са честицом. Честица (која се генерално састоји од милиона или милијарди атома) се стога креће променљивим курсом, мада не у толикој мери као што би се очекивало од појединачних молекула гаса.

Интермолекуларне силе

[уреди |уреди извор]
Кад су гасови компресовани, интермолекуларне силе попут оних приказаних овде имају активну улогу.
Главни чланци:ван дер Валсова сила иМеђумолекулска сила

Тренутна привлачења (или одбијања) између честица утичу надинамику гаса. Уфизичкој хемији, те интермолекуларне силе се називајуван дер Валсовим силама. Те силе имају кључну улогу у одређивањуфизичких својстава гаса, као што сувискозитет ибрзина протока (погледајте секцију о физичким карактеристикама). Игнорисање тих фила у одређеним условим (погледајте кинетичку молекуларну теорију) омогућава третирањереалног гаса каоидеалног гаса. Та претпоставка омогућава употребузакона о идеалним гасовима, што у знатној мери поједностављује прорачуне.

За адекватну коришћење тих гасних односа неопходна је сагласност сакинетичком молекуларном теоријом (КМТ). Кад честице гаса поседују магнетни набој илиинтермолекуларне силе оне постепено утичу једне на друге, пошто се растојање између њих редукује (модел водоничне везе илуструје један такав пример). У одсуству наелектрисања, у извесној тачки кад је растојање између честица гаса знатно редуковано оне не могу више да избегну сударе међу собом на температурама нормалног гаса. Још један случај повећања броја судара међу честицама гаса је фиксна запремина гаса, која након загревања садржи веома брзе честице.Идеалне једначине пружају релативно добре резултатеизузев под условима екстремно високог притиска (услед компресибилности) или високе температуре (услед јонизације). Ови изузетни услови омогућавају пренос енергије унутар гасног система. Одсуство тих унутрашњих трансфера се назива идеалним условима, у којима долази до размене енергије само на границама система. Реални гасови подлежу сударима и интермолекуларним силама. Кад су судари статистички занемарљиви (некомпресибилни услови), решења идеалних једначина су корисна. Ако су честице гаса високо компресоване, оне се понашају попут течности (погледајтединамику флуида).

Поједностављени модели

[уреди |уреди извор]
Главни чланак:Једначина стања

Једначина стања (за гасове) је математички модел који се користи за грубо описивање или предвиђање својстава стања гаса. До сад није развијена јединствена једначина стања која прецизно предвиђа особине свих гасова под свим околностима. Стога је већи број прецизних једначина стања развијен за гасове на специфичним опсезима температуре и притиска. „Модели гаса“ који су најшире разматрани су „перфектни гас“, „идеални гас“ и „реални гас“. Сваки од тих модела има свој сопствени сет претпоставки којима се омогућава анализа датог термодинамичког система.[18] Сваки сукцесивни модел проширује температурни опсег покрића на којем се примењује.

Идеални и перфектни гасни модели

[уреди |уреди извор]
Главни чланак:Перфектни гас

Једначина стања за идеални или перфектни гас језакон о идеалним гасовима и он је формулисан као

PV=nRT,{\displaystyle PV=nRT,}

где јеP притисак,V је запремина,n је количина гаса (у моларним јединицама),R јеуниверзална гасна константа, 8,314 J/(mol K), иT је температура. Написан на овај начин, он се понекад назива „хемичарском верзијом“, пошто се наглашава број молекулаn. Он се такође може написати као

P=ρRsT,{\displaystyle P=\rho R_{s}T,}

гдеRs{\displaystyle R_{s}} означава специфичну гасну константу за дати гас, у јединицама J/(kg K), и ρ = m/V је густина. Ова нотације „гасно динамичарска“ верзија, која је практичнија у моделовању протока гаса у коме долази до убрзања без хемијских реакција.

Закон о идеалним гасовима не прави претпоставке од специфичној топлоти гаса. У најопштијем случају, специфична топлота је функција температуре и притиска. Ако се зависност од притиска у специфичним применама занемари (а вероватно и зависност од температуре), понекад се за гас каже да јеперфектан гас, мада прецизна претпоставка може да варира у зависности од аутора и/или научног поља.

За идеални гас, закон о идеалним гасовима је применљив без ограничења у погледу специфичне топлоте. Идеални гас је поједностављење „реалног гаса“ са претпоставком дафактор компресибилностиZ има вредност 1, што значи да тај пнеуматски однос остаје константан. Фактор компресибилности од 1 такође претпоставља да четири променљива стања следезакон о идеалним гасовима.

Ова апроксимација је подеснија за апликације у инжењерству мада се једноставнији модели могу користити да би се произвели приближни опсези у којима реална решења требају да буду. Један пример где би „апроксимација идеалног гаса“ била подесна је унутрашњост коморе за сагоревањемлазног мотора.[19] Она такође може да буде корисна у одржавању елементарних реакција и хемијских дисоцијација при прорачунуемисија.

Реални гас

[уреди |уреди извор]
Ерупцијапланине Редоубт уАљасци од 21. априла 1990. илуструје реалне гасове који нису у термодинамичкој равнотежи.
Главни чланак:Реални гас

Свака од доле наведених претпоставки додаје комплексност решењу проблема. Са повећањем густине услед повећања притиска, интермолекуларне силе имају све значајнију улогу у понашању гаса што доводи до тога да закон идеалних гасова више не пружа употребиве резултате. На горњем крају температурног опсега машине (нпр. секције где се одвија сагоревање – 1300 K), комплетне честице горива апсорбују унутрашњу енергију путем ротација и вибрација које узрокују варијације њихових специфичних топлота у односу на вредности диатомских молекула и племенитих гасова. На температури која је више него двапут већа, почиње да се јавља електронско побуђивање и дисоцијација честица гаса, те долази до прилагођавања притиска већем броју честица (прелаз из гаса уплазма).[20] За све термодинамичке процесе се узима да односе на униформне гасове чије брзине варирају у складу са фиксном дистрибуцијом. Коришћење неравнотежних ситуација подразумева да је поље протока окарактерисано на неки начин тако да се може наћи решење једначине. Један од првих покушаја проширивања граница закона идеалног гаса је било уврштавање подршке за разнетермодинамичке процесе подешавањем једначина у обликpVn = константа и затим варирањеn путем различитих вредности као што суодноси специфичних топлота,γ.

Ефекти реалног гаса обухватају подешавања која су урађена да бу се узео у обзир најшири опсег понашања гаса:

За већину апликација, таква детаљна анализа је прекомерна. Примери ситуација где „ефекти реалног гаса“ могу да имају значајан утицај су улазакСпејс Шатла, где су присутне екстремно високе температуре и притисци, или гасови произведени током геолошких догађања као што је ерупцијапланине Редоубт приказана на слици.

Историјска синтеза

[уреди |уреди извор]
Види још:Гасни закони

Бојлов закон

[уреди |уреди извор]
Бојлова опрема.
Главни чланак:Бојлов закон

Могуће је да је Бојлов закон био први израз једначине стања. Године 1662.Роберт Бојл је извео серију експеримената користећи цев Ј-облика, која је била затворена на једном крају. Жива је додавана у цев, чиме је заробљена фиксна количина ваздуха у кратком, затвореном крају цеви. Затим је запремина гаса пажљиво мерена док је жива додавана у цев. Притисак гасе се може одредити из разлике нивоа живе у кратком и дугачком отвореном крају цеви. Слика Бојлове опреме приказује неке од егзотичних алата које је он користио у својим изучавањима гасова.

Путем тих експеримената, Бојл је уочио да притисак извршен на гас на константној температури реципрочно варира са променом запремине гаса.[21] На пример, ако се запремина преполови, притисак се удвостручује; и ако се запремина удвостручи, притисак се преполовљује. Имајући у виду инверзан однос притиска и запремине, производ притиска (P) и запремине (V) је константан (k) за дату масу ограниченог гаса докле год је температура константна. Изражено формулом, то је:

PV=k{\displaystyle PV=k}

Пошто се раније и касније запремине и притисци односе на фиксну количину гаса, док је температура константна, може се написати следећа једначина:

P1V1=P2V2.{\displaystyle \qquad P_{1}V_{1}=P_{2}V_{2}.}

Шарлов закон

[уреди |уреди извор]
Главни чланак:Шарлов закон

Године 1787, француски физичар и пионир лета балоном,Жак Шарлс, утврдио је да се кисеоник, азот, водоник, угљен-диоксид, и ваздух шире у истој мери преко интервала од 80 келвина. Он је уочио да је за идеални гас на константном притиску запремина директно пропорционална температури:

V1T1=V2T2{\displaystyle {\frac {V_{1}}{T_{1}}}={\frac {V_{2}}{T_{2}}}}

Геј-Лисаков закон

[уреди |уреди извор]
Главни чланак:Геј-Лисаков закон

Године 1802,Геј Лисак је објавио резултате сличних, мада опширнијих експеримената.[22] Геј-Лисак је био упознат са Шарлсовим ранијим радом, те је именовао закон у његову част. Геј-Лисаково име носи закон којим се описује притисак, који је он објавио 1809. По том закону притисак који врши идеални гас на зидове суда је пропорционалан са температуром.

P1T1=P2T2{\displaystyle {\frac {P_{1}}{T_{1}}}={\frac {P_{2}}{T_{2}}}\,}

Авогадров закон

[уреди |уреди извор]
Главни чланак:Авогадров закон

Године 1811, Амедео Авогадро је потврдио да једнаке запремине чистог гаса садрже исти број честица. Његова теорија није била широко прихваћена до 1858. кад је италијански хемичар Станислао Канизаро објаснио неидеалне изузетке. За његов рад са гасовима, број који носи његово имеАвогадрова константа представља број атома присутних у 12 грама елементарног угљеника-12 (6,022×1023 mol−1). Овај специфични број гасовитих шестица, на стандардној температури и притиску (закон идеалних гасова) заузима 22,40 литра, што се називамоларном запремином.

Авогадров закон тврди да је запремина заузета идеалним гасом пропорционална бројумолова (или молекула) присутних у суду. Тиме се формулише терминмоларне запремине гаса, која наСТП је 22,4 dm3 (илилитра). Релација је дата са

V1n1=V2n2{\displaystyle {\frac {V_{1}}{n_{1}}}={\frac {V_{2}}{n_{2}}}\,}

где је н једнак броју молова гаса (броју молекула подељенихАвогадровим бројем).

Далтонов закон

[уреди |уреди извор]
Далтонова нотација.
Главни чланак:Далтонов закон

Године 1801,Џон Далтон је објавиоЗакон парцијалних притисака на бази свог рада на односима идеалних гасова: Притисак смеше нереактивних гасова је једнак суми притисака свих конституентних гасова појединачно. Математички, то се може представити заn врста као:

Притисактотал = Притисак1 + Притисак2 + ... + Притисакn

Слика Далтоновог журнала приказује симбологију коју је он користио за концизно ажурирање пута који је следио. Међу кључним запажањима из његовог журнала након мешања нереактивних "еластичних флуида" (гасова) је следеће:[23]

  • За разлику од течности, тежи гасови не падају на дно након мешања.
  • Идентитет честица гаса нема значаја у одређивању коначног притиска (они се понашају као да је величина занемарљива).

Специјалне теме

[уреди |уреди извор]

Компресибилност

[уреди |уреди извор]
Фактори компресибилности ваздуха.
Главни чланак:Фактор компресибилности

Термодинамичари користе овај фактор (Z) да измене једначине идеалног гаса да би узели у обзир ефекте компресибилности реалних гасова. Овај фактор представља однос стварне и идеалне специфичне запремине. Он се понекад назива "фаџ-фактором" или корекцијом да би се проширио корисни опсегзакона идеалног гаса за употребу у дизајну.Обично је вредностZ веома близу јединице. График фактора компресибилности илуструје какоZ варира преко опсега веома хладних температура.

Рејнолдсов број

[уреди |уреди извор]
Главни чланак:Рејнолдсов број

Умеханици флуида,Рејнолдсов број је однос инерцијалних сила (vsρ) и вискозних сила (μ/L). То је један од најважнијих бездимензионих бројева у динамици флуида, и обично се користи заједно са другим бездимензионим бројевима, да би се омогућио критеријум за одређивање динамичке сличности. Као такав, Рејнолдсов број пружа пружа везу између резултата моделовања (дизајна) и стварних услова на пуној скали. Он се такође може користити за карактерисање протока.

Вискозитет

[уреди |уреди извор]
Сателитски поглед на временски патерн у близиниРобинсон Крусових острва снимљен 15. септембра 1999, приказује јединствени турбулентни патерн облака који се називаКарманова улица вртлога
Главни чланак:Вискозитет

Вискозитет је физичко својство које је мера степена у коме суседни молекули приањају један за други. Чврста материја може да се одупре сили смицања захваљујући јачини својих интермолекулских сила. Флуид се константно деформише кад се подвргне сличном оптерећењу. Док гас има нижу вредност вискозитета од течности, вискозитет је још увек уочљив. Кад гасови не би имали вискозитет, они не би приањали за површину крила и формирали гранични слој. Студијаделта крила уШлиреновој слици приказује да честице гаса приањају једна за другу (погледајте секцију о граничном слоју).

Турбуленција

[уреди |уреди извор]
Делта крило у аеротунелу. Сенке се формирају пошто се индекси рефракције мењају унутар гаса кад се он компримује на водећој ивици овог крила.
Главни чланак:Турбуленција

У динамици флуида,турбуленција или турбулентни проток је режим протока који је карактеризован хаотичним, стокастичким променама својстава. То обухвата низак моменат дифузије, високи моменат конвекције, и брзе варијације притиска и брзине у простору и времену.

Гранични слој

[уреди |уреди извор]
Главни чланак:Гранични слој

Честице имају тенденцију да се задржавају на површини објекта који се креће кроз њих. Тај слој честица се називаграничним слојем. На површини објекта, он је есенцијално статичан услед трења са површином. Објекат, са својим граничним слојем је ефективно има нови облик који остали молекули „види“ кад се објекат приближава. Тај гранични слојможе да одвоји површину, есенцијално креирајући нову површину и комплетно мењајући пут протока. Класични пример тога је заустављајући аеропрофил. Слика делта крила јасно показује задебљавање граничног слоја при протоку гаса здесна налево, дуж водеће ивице.

Принцип максималне ентропије

[уреди |уреди извор]
Главни чланак:Принцип максималне ентропије

Кад се тотални број степена слободе приближава бесконачности, систем се налази умакростању које кореспондира највишеммултиплицитету. Да би се илустровао тај принцип, погледајте површинску температуру смрзнуте металне шипке. Користећи термалну слику површинске температуре, може се уочити дистрибуција температуре на површини. То иницијално опажање температуре представља "микростање." У неком будућем времену, друга опсервација површинске температуре производи друго микростање. Настављајући тај опсервациони процес, могуће је произвести серију микростања којом се илуструје термална историја површине шишке. Карактеризација ове серије историје макростања је могућа путем бирања макростања која их успешно класификују у појединачне групе.

Термодинамичка равнотежа

[уреди |уреди извор]
Главни чланак:Термодинамичка равнотежа

Кад пренос енергије са система престане, то стање се назива термодинамичком равнотежом. Обично ти услови подразумевању да су систем и окружење на истој температури, тако да се топлота више не преноси између њих. То исто тако подразумева да су спољне силе балансиране (да не долази до промене запремине), и да су свехемијске реакције унутар система комплетиране. Хронологија тих догађаја варира у зависности од система у питању. Суду од леда који се топи на собној температури потребни су сати, док уполупроводницима пренос топлоте који се одвија у транзицију уређаја из укљученог до искљученог стања може да буде реда неколико наносекунди.

Види још

[уреди |уреди извор]

Референце

[уреди |уреди извор]
  1. ^„Šta znači Gas”.staznaci.com. Приступљено2021-12-10. 
  2. ^Бојић, Милорад (2011).Термодинамика. Факултет инжењерских наука Универзитета у Крагујевцу.ISBN 978-86-6335-042-7. 
  3. ^Вербић, Срђан; Николић, Божидар (2009).Физика за шести разред. Креативни центар, Београд.ISBN 978-86-7781-678-0. 
  4. ^This early 20th century discussion infers what is regarded as the plasma state. See pp. 137 of American Chemical Society, Faraday Society, Chemical Society (Great Britain)The Journal of physical chemistry, Volume 11 Cornell (1907).
  5. ^The work by T. Zelevinski provides another link to latest research about Strontium in this new field of study. SeeZelevinsky, Tanya (2009).„84Sr—just right for forming a Bose-Einstein condensate”.Physics.2: 94.Bibcode:2009PhyOJ...2...94Z.doi:10.1103/physics.2.94. 
  6. ^Quantum Gas Microscope Offers Glimpse Of Quirky Ultracold Atoms. ScienceDaily. 4 November 2009.
  7. ^J. B. van Helmont,Ortus medicinae. … (Amsterdam, (Netherlands): Louis Elzevir, 1652 (first edition: 1648)). The word "gas" first appears onpp. 58, where he mentions: "… Gas (meum scil. inventum) …" (… gas (namely, my discovery) …). Onpp. 59, he states: "… in nominis egestate, halitum illum, Gas vocavi, non longe a Chao …" (… in need of a name, I called this vapor "gas", not far from "chaos" …)
  8. ^Harper, Douglas.„gas”.Online Etymology Dictionary. 
  9. ^Draper, John William (1861).A textbook on chemistry. New York: Harper and Sons. стр. 178. 
  10. ^The authors make the connection between molecular forces of metals and their corresponding physical properties. By extension, this concept would apply to gases as well, though not universally. Cornell (1907). стр. 164.–5.
  11. ^One noticeable exception to this physical property connection is conductivity which varies depending on the state of matter (ionic compounds in water) as described byMichael Faraday in the 1833 when he noted that ice does not conduct a current. See pp. 45 of John Tyndall'sFaraday as a Discoverer (1868).
  12. ^Hutchinson 2008, стр. 67
  13. ^Anderson 1984, стр. 501
  14. ^J. Clerk Maxwell (1904).Theory of Heat. Mineola: Dover Publications. стр. 319—20.ISBN 978-0-486-41735-6. 
  15. ^See pages 137–8 of Society, Cornell (1907).
  16. ^Wark, Kenneth (1977).Thermodynamics (3 изд.). McGraw-Hill. стр. 12.ISBN 978-0-07-068280-1. 
  17. ^For assumptions of Kinetic Theory see McPherson. стр. 60–61
  18. ^Anderson 1984, стр. 289–291
  19. ^John 1984, стр. 205
  20. ^John 1984, стр. 247–56
  21. ^McPherson, стр. 52–55 harvnb грешка: no target: CITEREFMcPherson (help)
  22. ^McPherson, стр. 55–60 harvnb грешка: no target: CITEREFMcPherson (help)
  23. ^Millington, John P. (1906).John Dalton. стр. 72,77–78. 

Литература

[уреди |уреди извор]

Спољашње везе

[уреди |уреди извор]
Државне
Остале
Гас насродним пројектима Википедије:
Медији на Остави
Подаци на Википодацима
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Гас&oldid=30557923
Категорије:
Сакривене категорије:

[8]ページ先頭

©2009-2026 Movatter.jp