Gás
Um gás é um dos quatro estados mais comuns da matéria. Em um gás, as moléculas se movem livremente e são independentes umas das outras. Isto o torna diferente de um líquido onde as moléculas estão frouxamente presas. Também é diferente de um sólido onde as ligações são fortes e mantêm as moléculas unidas.
Em um gás puro, cada molécula pode ser feita de um átomo individual. Pode ser elementar, onde cada molécula é feita de mais de um do mesmo átomo unido. Pode ser compostos onde as moléculas são feitas de muitos tipos de átomos juntos. Um exemplo de um gás monoatômico é o néon, um exemplo de um gás elementar é o hidrogênio e um exemplo de um gás composto é o dióxido de carbono.
Uma mistura de gás contém uma mistura de qualquer um dos tipos acima, por exemplo, ar que é 78% nitrogênio, 20% oxigênio e 2% argônio e dióxido de carbono.
Os gases tóxicos foram usados como armas químicas na Primeira Guerra Mundial, mas mais tarde foram proibidos. O gás natural é uma mistura natural de metano e outros gases.
Uma ilustração da forma aleatória como as moléculas de gás se movem, sem estarem presas umas às outras.
Características físicas
Todos os gases podem fluir, como líquidos. Isto significa que as moléculas se movimentam independentemente umas das outras. A maioria dos gases é incolor, como o hidrogênio. As partículas de gás se espalharão, ou se difundirão, a fim de preencher todo o espaço em qualquer recipiente, como uma garrafa ou uma sala. Em comparação com líquidos e sólidos, os gases têm uma densidade e uma viscosidade muito baixas. Não podemos ver diretamente a maioria dos gases, pois eles não são coloridos. Entretanto, é possível medir sua densidade, volume, temperatura e pressão.
Pressão
A pressão é a medida da força que algo está exercendo sobre outro objeto. Em um gás, geralmente é o gás que empurra sobre o recipiente do objeto ou, se o gás for pesado, algo dentro do gás. A pressão é medida em pascal. Devido à terceira lei de Newton, podemos mudar a pressão de um gás colocando força sobre o objeto que o contém. Por exemplo, apertar uma garrafa com ar dentro da pressurização (dá mais pressão) para o ar dentro.
Quando se fala de gás, a pressão está muitas vezes relacionada ao recipiente. Muito gás em um recipiente pequeno teria uma pressão muito alta. Uma pequena quantidade de gás em um recipiente grande teria baixa pressão. O gás pode criar pressão em si quando há muita pressão. O peso do gás cria pressão em qualquer coisa abaixo dele, incluindo outros gases. Em um planeta, isto é chamado de pressão atmosférica.
Temperatura
A temperatura de um gás é o quão quente ou frio ele é. Em física, geralmente é medido em kelvins, embora os graus Celsius sejam mais usados em outros lugares. Em um gás, a velocidade média (quão rápido eles se movem) das moléculas está relacionada com a temperatura. Quanto mais rápido as moléculas de gás estiverem se movendo, mais elas colidem ou se esmagam umas contra as outras. Essas colisões liberam energia, que em um gás vem sob a forma de calor. Por outro lado, se a temperatura ao redor do gás se tornar mais quente, então as partículas de gás converterão a energia térmica em energia cinética, fazendo com que elas se movam mais rapidamente e tornando o gás mais quente.
Mudanças de Estado
Um gás pode passar por duas mudanças de estado diferentes. Se a temperatura for suficientemente baixa, o gás pode condensar e se transformar em líquido. Às vezes, se a temperatura for suficientemente baixa, pode passar por deposição, onde muda diretamente para um sólido. Normalmente um gás deve primeiro condensar para um líquido, e depois congelar para se tornar um sólido, mas se a temperatura for muito baixa pode saltar o estágio líquido e instantaneamente se tornar sólido. A geada no solo no inverno é causada por isso. O vapor de água (um gás) vai para o ar, que é muito frio, e instantaneamente se torna gelo devido à deposição.
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Perguntas e Respostas
P: O que é um gás?
R: Um gás é um dos quatro estados da matéria em que as moléculas se movem livremente e não estão ligadas umas às outras.
P: Qual é a diferença entre as moléculas de um gás e as de um líquido?
R: Em um gás, as moléculas não estão ligadas umas às outras, enquanto em um líquido, as moléculas estão frouxamente ligadas ou se tocam.
P: Qual é a diferença entre as moléculas de um gás e as de um sólido?
R: Em um gás, as ligações moleculares são fracas, enquanto em um sólido, as ligações moleculares são fortes, mantendo as moléculas unidas em uma única forma.
P: Um gás tem apenas um volume, como um líquido ou sólido?
R: Não, um gás pode se expandir até encher o recipiente em que se encontra, ao contrário de um líquido ou sólido.
P: Que tipos diferentes de moléculas de gás existem?
R: Existem gases puros com átomos individuais, gases elementares com mais de um do mesmo átomo unido e gases compostos com muitos tipos de átomos juntos.
P: O senhor pode citar um exemplo de um gás monoatômico?
R: Sim, um exemplo de gás monoatômico é o neônio.
P: O que é uma mistura de gases?
R: Uma mistura de gases contém uma mistura de qualquer um dos tipos de gases mencionados acima, como o ar, que é 87% nitrogênio, 0,2% oxigênio, 13,7% argônio e dióxido de carbono em quantidades mínimas.
