气体和蒸气的区别
在使用气体和蒸汽之前,了解这两个词的主要区别,有助于减少误解。物质可能以三种不同的状态出现:固体、液体和气体。
与液体相反,固体有预先确定的形状和体积(例如冰)。尽管有固定的容量,但像水这样的液体可以根据容器的不同而改变形态。
第三也是最后一个阶段是气体,它既没有体积也没有确定的形状。气体的例子包括氧气和水蒸气。通过改变温度和压力,物质可以从一种状态改变为另一种状态。当温度降低或压力升高时,材料的分子会更紧密地结合在一起。
这一过程实现了从液体到固体和从气体到液体的相变。从固体到液体的相变以及从液体到气体的相变是可能的,因为随着压力和温度的增加和降低,分子会散开。当常规条件发生变化时,材料有能力跳过阶段,直接进入下一个阶段。升华是将固体直接转化为气体的方法,而不经过中间的液体阶段。这包括像碘、樟脑、干冰和氯化铵。
气体
在自然界中,气体可以从一个单一的原子或从一个原子的混合物中产生。然而,它是一个非常微小的分子。例如,当考虑到周期表中的卤素组时,氟和氯是气体,但溴是液体,碘是固体。这是因为当一个原子在卤素家族树上移动时变得更大,巨大的分子由于分子间的相互作用而不能达到自由移动的状态。
气体是一种只存在于一种状态的物质,即气相。热力学状态描述了这种情况。一个系统的状况可以用温度、压力等变量来描述其热力学状态。由于气体没有发生相变,它只存在于这种状态,在满足特定情况下才会改变。因此,它被称为单相物质。
气体的特性
它们很方便,因为它们可以很容易地被压缩。由于分子间的吸引力,气体分子在稳定状态下保持分离。因此,气体可以很容易地被压缩,这一特点在研究、医学和工程中被用来压缩气体。压缩使用了降低温度和提高压力的组合。
喷雾瓶很好地说明了空气压缩的用途,它压缩了里面的气体,使之在需要时更容易喷洒香水。它们可能都适合在容器内,无论它们有多大或多小。当空气被吹入气球时,分子会均匀地分散在整个容器中。
蒸气
能够与液体状态共存的气态物质被称为蒸汽。 虽然这个定义看起来有点令人费解,但实际上发生的情况是,蒸汽和液体是平衡的。这种液体中的分子与蒸汽中的分子是相同的。蒸汽是通过相变产生的,而且它可以再次改变相。因此,它被称为多相物质。
与气体不同,蒸气不是一种物质状态。凝结、液滴的产生及其发展是气体转化为液体的步骤。由于蒸汽的平均温度低于临界阈值,蒸汽和它的液相共存是可行的。 无法分辨它是气体还是液体的压力和温度被称为临界点。在临界点以上,只有气体是可能的;气体和液体不能共存。例如,水在环境温度下是液体,而当它被加热到高温时是蒸汽。
计算存在的蒸汽数量是通过使用气体分压来完成的,因为它是以气态形式存在的。气压计公式适用于重力场内的蒸汽,就像适用于常规大气气体一样。
蒸气的特性
当一种物质在其临界温度以下处于气相时,在该温度下就被称为蒸汽。在该温度下,同一化学物质也可以以液体或固体状态存在。如果蒸气与固相或液相接触,两相之间将存在一种平衡条件。可压缩流体的一个相被称为气体。固定气体是那些在其温度下不能凝结成液体或固体的气体,如标准环境下的空气。蒸汽可以由固体或液体产生,而不需要沸腾。
凝结和云的形成是众所周知的蒸气的影响。为了准备用于气相色谱的液体样品,经常使用蒸馏的物理操作以及顶空萃取。蒸汽的组成分子能够进行振动、旋转和平移运动。气体动力学理论将这些运动考虑在内。
气体和蒸气的区别
物质的四个基本状态之一,与固体、液体和等离子体一样,是气态。由于气体中的原子处于运动状态,并分散在整个容器中,因此它们可以很容易地与固体和液体相分离。尽管它们具有透明度,但气体和蒸汽是物质可以存在的两个不同阶段。气体和蒸汽之间的主要区别是,尽管气体只能以一种物理状态存在,但蒸汽可以与各种物理状态共存。
- 通常情况下,汽相由两种不同的物质组成,一种在室温下,另一种在特定的热力学范围内。一个气体在室温下的热力学状态往往是唯一的。因此,这些是气体和蒸气之间的主要区别。
- 大多数时候,蒸汽是固体或液体,但在特定情况下,它们可以变成气态。它不是一种有形的东西。气体在不处于极端条件下(在室温和一个大气压下),通常是气态的。在物质的气态条件下,没有任何东西是存在的。
- 每当一个蒸汽从液体过渡到蒸汽或从固体过渡到蒸汽时,它就会经历相变。气体保持其原来的相位。只要有相变,液体就会从气体变成液体。
- 蒸汽并不经常以气态存在;相反,它可能以固体或液体状态存在。然而,气体是以其自然形式存在的,也就是气态。
- 蒸汽往往是一种既具有气体又具有液体性质的物质。在正常条件下,气体只有一种热力学状态。
- 蒸汽是由随机运动的分子和原子组成的。在气体中,原子和分子的运动是随机的。
当在显微镜下研究蒸汽时,它暴露出一簇没有可识别形式的粒子。在显微镜下观察时,气体没有明确的形式。在蒸汽中,分子和原子是穿越空间的颗粒的胡乱集合。无组织的混沌也构成了组成气体的原子和分子。气体是物质的一种条件,但蒸汽不是。气态是物质的条件。即使在低于沸点的温度下,水蒸气也始终存在于我们周围。
摘要
与低于临界点的水蒸气相比,气体则在临界点以上。超过临界点,就不可能有液相。在临界点以下,也有蒸气存在。由于蒸汽可能与多种物理状态共存,它与气体的不同之处在于,气体只能以一种物理状态存在。