Gaz
Outre le solide et le liquide , le gaz est l'un des trois états classiques de la matière . Une substance est un gaz si ses particules se déplacent librement à de grandes distances les unes des autres et remplissent continuellement l'espace disponible. Dans des conditions normales , un gaz occupe environ 1 000 à 2 000 fois l'espace d'un solide ou d'un liquide de même masse.
Les gaz sont des fluides avec des liquides .
étymologie
L'origine du mot gaz est longtemps restée floue. [1] [2] [3] Bien qu'il soit plus ou moins connu que le mot a été introduit comme terme technique à Bruxelles au 17ème siècle par le médecin et naturaliste flamand Johan Baptista van Helmont († 1644) , il y avait une incertitude sur l' étymologie , et c'était la provenance a.o. de l'hébreu , du néerlandais geest ("esprit"), du néerlandais gisten ("ferment") ou de l'allemand gäsen (à Paracelse pour "ferment"), gäscht("Mousse" sur liquide en fermentation) suspectée. La clarification a été apportée en 1859 par le linguiste Matthias de Vries , [2] qui a enseigné une déclaration de l' Ortus Medicinae de van Helmont (Amsterdam 1648), selon laquelle il a consciemment recréé le mot spécifiquement pour la brume de l'eau causée par le froid et basé sur le mot grec χάος (« chaos ») , prononcé de manière très similaire en néerlandais : « ideo paradoxi licentia, in nominis egestate, halitum illum gas vocavi, non longe a chao veterum secretum(« Faute de nom, je me suis permis de nommer cette bouffée de gaz , car elle diffère peu du chaos des anciens. »)
L'état de la matière gazeuse
L'état « gazeux » d'agrégation provient de la forme « solide » ou « liquide » par l'apport d'énergie ( chaleur ). Pour certains éléments et composés, les conditions standard ( température 20 °C , pression 101325 Pa ) sont déjà suffisantes pour exister sous forme de gaz ; à des températures suffisamment élevées, cependant, toute la matière est transformée à l'état gazeux. L'énergie fournie devient l'énergie cinétique des particules individuelles (en fonction de la température avec des vitesses de l'ordre d'environ 500 m/s), ce qui provoque l'état gazeux avec remplissage complet de l'espace donné avec une distribution uniforme statistique des particules de gaz. Le système global s'efforce d'atteindre l' état le plus élevéentropie (seconde loi de la thermodynamique ). Le fait qu'il s'agisse de l'état le plus probable peut être illustré de la manière suivante : si vous divisez mentalement le volume disponible pour un gaz en cellules spatiales d'environ la taille d'une molécule, alors il y a beaucoup plus de possibilités de diviser les molécules en de nombreuses cellules du volume entier à diviser qu'en une petite fraction. Le macro -état de la distribution de remplissage d'espace montre le plus de possibilités d'arrangement (micro-états) pour les particules et donc aussi l'entropie la plus élevée. Le nombre de micro-états, le poids statistique, peut être calculé. Pour plus d'informations, voir entropie (thermodynamique) / exemples.
Les caractéristiques
Dans le cas des gaz parfaits , la libre mobilité des particules individuelles est complète selon la théorie cinétique des gaz ; cet état n'est atteint qu'à des températures élevées par rapport au point d'ébullition (ce qui est déjà le cas pour l'hydrogène et l'hélium à température ambiante par exemple).
Si vous remplissez un gaz parfait dans un volume donné, il contiendra toujours le même nombre de particules (atomes ou molécules) à la même pression et à la même température, c'est-à-dire H indépendant de la masse de chaque particule et donc indépendant du type de gaz. Exprimé quantitativement, une mole (selon Avogadro , 6,022 × 10 23 particules) de n'importe quel gaz occupe un espace de 22,4 litres dans des conditions normales (voir aussi volume molaire et constante de Loschmidt ).
Dans le cas des gaz réels , il existe des forces d'attraction plus ou moins fortes entre les particules ( forces de Van der Waals ). La différence est notable lors de la compression : les gaz sont compressibles , le volume des gaz parfaits est inversement proportionnel à la pression ( équation d'état ). Les gaz réels s'écartent plus ou moins des lois décrites ci-dessus.
Les gaz ont aussi des propriétés de liquides : ils ne coulent pas et ne résistent pas à la déformation , bien qu'ils soient visqueux .
transitions d'état
La transition de l'état liquide à l'état gazeux d'agrégation est appelée évaporation (au-dessus du point d'ébullition ) ou évaporation (en dessous du point d'ébullition), la transition inverse de l'état gazeux à l'état liquide d'agrégation est appelée condensation . La transition directe de l'état solide à l'état gazeux d'agrégation est la sublimation , la transition inverse de l'état gazeux à l'état solide d'agrégation est appelée resublimation .
stockage
Afin de stocker la plus grande quantité possible de gaz dans un récipient, c'est-à-dire d'obtenir une densité élevée , le gaz est fortement comprimé (voir aussi gaz comprimé ). Des récipients sous pression cylindriques ou sphériques (par exemple des bouteilles de gaz ) sont généralement utilisés pour s'assurer que les réservoirs de gaz peuvent résister à une pression élevée . Les chaudières à gaz ou gazomètres sont des accumulateurs basse pression à grand volume géométrique. Cependant, en raison de la faible pression (< 1 bar), la quantité stockée est insignifiante. Les fournisseurs de gaz stockent généralement le gaz dans le réseau de canalisations ( réseau de gaz ) en utilisant des conduites haute pression de gros diamètres nominaux.
Rubriques connexes
- Spécification de la pureté de la substance pour les gaz techniques
- La vapeur est un terme historiquement plus ancien et décrit une substance à l'état gazeux d' agrégation qui est présente sous forme liquide dans des conditions normales (voir par exemple la vapeur d'eau ).
- Formation de vapeur due à la cavitation
- gaz d'électrons
- Gaz naturel (source d'énergie et facteur économique)
- GPL
- Gaz de Fermi idéal
- transports de gaz
- nuage de gaz
- Procédé Linde pour la liquéfaction des gaz
- détection de gaz
- Propriétés physiques des gaz, voir lois des gaz
- Types spéciaux de gaz et de mélanges de gaz , voir Catégorie : Gaz
- gaz de ville
liens web
- Vidéo : Comment décrire les gaz macroscopiquement et microscopiquement ? . Jakob Günter Lauth (SciFox) 2019, mis à disposition par la Technical Information Library (TIB), doi : 10.5446/40349 .
les détails
- ↑ gaz. Dans : Adelung : dictionnaire grammatical-critique du dialecte du haut allemand. II, 1811 ( lexika.digitale-sammlungen.de ).
- ^ un b Matthias De Vries : Woordafleidingen . Dans : De Taalgids. 1, 1859, pp. 247–282, ici pp. 262–265 ( dbnl.org ( Memento du 28 octobre 2008 à Internet Archive )).
- ↑ gaz. Dans : Jacob Grimm , Wilhelm Grimm (eds.) : Dictionnaire allemand . ruban 4 : Forschel–Follower – (IV, 1st Division, Part 1). S. Hirzel, Leipzig 1878, col. 1428 ( woerterbuchnetz.de ).