Chất khí là gì ? Đặc điểm của chất khí

Chất khí là gì ? Đặc điểm của chất khí

Chất khí  là gì ?

Chất khí là một trong bốn trạng thái quan trọng nhất tồn tại trong tự nhiên và không gian. Chất khí được tạo ra từ chất rắn ở nhiệt độ thấp được chuyển qua trạng thái lỏng ở nhiệt độ cao và đổi sang trạng thái khí khi tăng nhiệt độ lên cao hơ, nếu tiếp tục tăng cao nhiệt độ sẽ biến đổi sang trạng thái Plasma.

Bốn trạng thái trong tự nhiên gồm: chất khí, chất rắn, chất lỏng và plasma.

Chất khí là tập hợp những nguyên tử, phân tử hay các hạt tự do chuyển động xung quanh không gian. Do lực các lực tương tác của các hạt là rất nhỏ nên các hạt sẽ ngẫu nhiên va chạm với nhau hoặc va vào thành chứa với tốc độ ngẫ nhiên(vận tốc các hạt chỉ thay đổi khi va vào các hạt khác hoặc va vào thành chứa)

Chất khí có thể tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, bao gồm khí tự nhiên (ví dụ: không khí), khí hóa lỏng (như khí propan trong bình gas), và khí hóa rắn (như khí carbonic trong viên đá khô). Nhiệt độ và áp suất là hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến trạng thái của chất khí. Các ví dụ khác về chất khí bao gồm: Oxi, nitơ, heli, và nhiều khí khác

Tính chất của chất khí

Chất khí có tính chất khá nhẹ và thường khó quan sát trực tiếp trong môi trường. Chất khí thường được mô tả qua bốn tính chất vật lý như: áp suất, thể tích, số lượng hạt, nhiệt độ.

Áp suất chất khí

   Áp suất trong phương trình thường được ký hiệu là “p” hoặc “P” với đơn vị SI là pascal. Áp suất chất khí thường được dùng để chỉ lực trung bình trên một đơn vị diện tích được tác động lên bề mặt của bình chứa. Trong một phạm vi cụ thể ta có thể được hình dung dễ dàng các hạt chuyển động thăng chúng va chạm vào các thành, hoặc các hạt với nhau.

Áp suất chất khí có nhiều mức dựa vào các tác động của tự nhiên hoặc dựa vào các hoạt động sản xuất, các thiết bị máy móc của con người để hinhd thành áp suất chất khí.

Nhiệt độ chất khí

Nhiệt độ chất khí đo bằng đơn vị Kelvin (K). Chuyển đổi từ Celsius sang Kelvin cộng 273.15 vào giá trị nhiệt độ Celsius. Nhiệt độ ảnh hưởng đến áp suất và thể tích của chất khí theo các quy luật đã đề cập ở trên.

Thể tích riêng chất khí

Thể tích riêng của chất khí (còn gọi là thể tích mol) là thể tích của một mol chất khí tại điều kiện tiêu chuẩn (STP – Standard Temperature and Pressure). Ở STP, thể tích riêng chất khí đối với một mol là khoảng 22.4 L. Đây là cơ sở cho việc đặt ra đơn vị thể tích mol.

Mật độ/khối lượng riêng chất khí

Mật độ/khối lượng riêng của chất khí được tính dựa trên điều kiện tiêu chuẩn (STP). Mật độ (d) được tính bằng cách chia khối lượng của một mol chất khí cho thể tích của nó: d= V/m. Đơn vị thường sử dụng cho mật độ là gram/lit hay kg/m³

Đặc điểm của chất khí

Cấu tạo và trạng thái vật chất của chất khí

Trạng thái vật chất

Chất khí là một trong ba trạng thái của vật chất, khác biệt với chất rắn và chất lỏng. Trạng thái của chất khí được xác định chủ yếu bởi áp suất và nhiệt độ. Ở nhiệt độ và áp suất phòng thí nghiệm thông thường, có nhiều chất ở dạng khí.

Cấu tạo chất khí

Chất khí không có cấu trúc cố định và không có hình dạng riêng biệt. Các phân tử hoặc nguyên tử trong chất khí di chuyển tự do và không giữ vị trí cụ thể. Do năng lượng nhiệt động, khiến chúng có thể tự do di chuyển trong không gian. Trong môi trường khí, các phân tử, nguyên tử tương tác với nhau thông qua lực va chạm và Van der Waals. Tuy nhiên chúng không giữ cấu trúc nhất định như chất rắn hay chất lỏng

Ứng dụng của chất khí

• Dân sinh: Cung cấp khí cho các thiết bị dân dụng, dùng trong các hệ thống nông nghiệp, dùng trong bảo dưỡng phương tiện di chuyển như xe máy và ô tô,…
• Khoa học: Dùng để điều chế khí lạ và các chất hữu ích mới trong cuộc sống.
• Ngành công nghiệp luyện kim: cắt, hàn, xì…
• Công nghiệp sản xuất: Dùng khí để cung cấp hơi cho hệ thống sấy, hệ thống động lực
• Y tế: Dựa vào các tính chất hóa học của oxi mà ta tạo ra khí oxy sạch dùng cho máy thở, bình oxy, khí điều chế thuốc, sản xuất dược phẩm,…

Chất khí đặc biệt (Special Gases)

• Khí dùng trong công nghiệp: Nhiều chất khí, như hydrogen, được sử dụng trong công nghiệp để sản xuất và chế biến các sản phẩm khác nhau.
• Khí đèn: Một số khí, như axetilen, được sử dụng trong ngành chiếu sáng để tạo lửa đèn.
• Chất khí phòng thí nghiệm: Các chất khí như helium được sử dụng trong các thí nghiệm và nghiên cứu khoa học.