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      氣體的特性介于液體和等離子體之間

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      氣體的特性介于液體和等離子體之間

      發布日期:2021-09-09 作者: 點擊:

      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。

      氣體的特性介于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并態夸克氣體[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。借由氣體粒子碰撞,粒子發生平移、旋轉或是振蕩的運動,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,只能以振蕩的方式進步溫度。加熱的氣體,因為持續和容器或其他氣體粒子碰撞,其速度散布范圍較大,能夠用麥克斯韋-玻爾茲曼散布描繪,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。氣體密度改動的范圍很大.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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