Gaz
Un gaz est l'un des quatre états les plus courants de la matière. Dans un gaz, les molécules se déplacent librement et sont indépendantes les unes des autres. Cela le rend différent d'un liquide dans lequel les molécules sont fixées de façon lâche. Il est également différent d'un solide où les liens sont forts et maintiennent les molécules ensemble.
Dans un gaz pur, chaque molécule peut être constituée d'un atome individuel. Elle peut être élémentaire, chaque molécule étant constituée de plusieurs atomes liés entre eux. Il peut s'agir de composés dans lesquels les molécules sont constituées de plusieurs types d'atomes ensemble. Un exemple de gaz monoatomique est le néon, un exemple de gaz élémentaire est l'hydrogène et un exemple de gaz composé est le dioxyde de carbone.
Un mélange gazeux contient un mélange de n'importe lequel des types ci-dessus, par exemple de l'air qui est composé de 78% d'azote, 20% d'oxygène et 2% d'argon et de dioxyde de carbone.
Les gaz toxiques ont été utilisés comme armes chimiques pendant la Première Guerre mondiale, mais ils ont ensuite été interdits. Le gaz naturel est un mélange naturel de méthane et d'autres gaz.
Une illustration de la façon dont les molécules de gaz se déplacent de manière aléatoire, sans être attachées les unes aux autres.
Caractéristiques physiques
Tous les gaz peuvent s'écouler, comme les liquides. Cela signifie que les molécules se déplacent indépendamment les unes des autres. La plupart des gaz sont incolores, comme l'hydrogène. Les particules de gaz se répandent ou se diffusent afin de remplir tout l'espace d'un récipient tel qu'une bouteille ou une pièce. Comparés aux liquides et aux solides, les gaz ont une densité et une viscosité très faibles. Nous ne pouvons pas voir directement la plupart des gaz car ils ne sont pas colorés. Il est cependant possible de mesurer leur densité, leur volume, leur température et leur pression.
Pression
La pression est la mesure de la force de poussée que quelque chose exerce sur un autre objet. Dans un gaz, il s'agit généralement du gaz qui pousse sur le récipient de l'objet ou, si le gaz est lourd, de quelque chose à l'intérieur du gaz. La pression est mesurée en pascals. Grâce à la troisième loi de Newton, nous pouvons modifier la pression d'un gaz en exerçant une force sur l'objet qui le contient. Par exemple, presser une bouteille avec de l'air à l'intérieur met l'air à l'intérieur sous pression (donne plus de pression).
Lorsqu'on parle de gaz, la pression est souvent liée au récipient. Une grande quantité de gaz dans un petit conteneur aurait une pression très élevée. Une petite quantité de gaz dans un grand conteneur aura une pression basse. Le gaz peut lui-même créer de la pression lorsqu'il y en a beaucoup. Le poids du gaz crée une pression sur tout ce qui se trouve en dessous, y compris d'autres gaz. Sur une planète, cela s'appelle la pression atmosphérique.
Température
La température d'un gaz correspond à la température à laquelle il est chaud ou froid. En physique, elle est généralement mesurée en kelvins, bien que les degrés Celsius soient plus utilisés ailleurs. Dans un gaz, la vitesse moyenne (à quelle vitesse ils se déplacent) des molécules est liée à la température. Plus les molécules de gaz se déplacent rapidement, plus elles entrent en collision ou se heurtent les unes les autres. Ces collisions libèrent de l'énergie qui, dans un gaz, se présente sous forme de chaleur. Inversement, si la température autour du gaz augmente, les particules de gaz convertissent l'énergie thermique en énergie cinétique, ce qui les fait se déplacer plus rapidement et chauffer le gaz.
Changements d'État
Un gaz peut passer par deux changements d'état différents. Si la température est suffisamment basse, le gaz peut se condenser et se transformer en liquide. Parfois, si la température est suffisamment basse, il peut se déposer et se transformer directement en solide. Normalement, un gaz doit d'abord se condenser en liquide, puis geler pour devenir un solide, mais si la température est très basse, il peut sauter l'étape du liquide et devenir instantanément solide. C'est la cause du gel sur le sol en hiver. La vapeur d'eau (un gaz) passe dans l'air qui est très froid, et devient instantanément de la glace en raison du dépôt.
Pages connexes
- Le gaz idéal
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce qu'un gaz ?
R : Un gaz est l'un des quatre états de la matière dans lequel les molécules se déplacent librement et ne sont pas attachées les unes aux autres.
Q : En quoi les molécules d'un gaz diffèrent-elles de celles d'un liquide ?
R : Dans un gaz, les molécules ne sont pas attachées les unes aux autres, alors que dans un liquide, les molécules sont faiblement attachées ou se touchent.
Q : En quoi les molécules d'un gaz diffèrent-elles de celles d'un solide ?
R : Dans un gaz, les liaisons moléculaires sont faibles, alors que dans un solide, les liaisons moléculaires sont fortes et maintiennent les molécules ensemble sous une même forme.
Q : Un gaz a-t-il un seul volume comme un liquide ou un solide ?
R : Non, un gaz peut se dilater jusqu'à remplir le récipient dans lequel il se trouve, contrairement à un liquide ou à un solide.
Q : Quels sont les différents types de molécules de gaz ?
R : Il y a des gaz purs avec des atomes individuels, des gaz élémentaires avec plus d'un atome lié ensemble, et des gaz composés avec plusieurs types d'atomes ensemble.
Q : Pouvez-vous citer un exemple de gaz monoatomique ?
R : Oui, le néon est un exemple de gaz monoatomique.
Q : Qu'est-ce qu'un mélange de gaz ?
R : Un mélange de gaz contient un mélange de tous les types de gaz mentionnés ci-dessus, comme l'air qui est composé de 87 % d'azote, de 0,2 % d'oxygène, de 13,7 % d'argon et de dioxyde de carbone à l'état de traces.
