氣體是四種基本物質(zhì)狀態(tài)之一(其他三種分別為固體、液體、等離子體)。氣體可以由單個(gè)原子(如稀有氣體)、一種元素組成的單質(zhì)分子(如氧氣)、多種元素組成化合物分子(如二氧化碳)等組成。
氣體混合物可以包括多種氣體物質(zhì),比如空氣。氣體與液體和固體的顯著區(qū)別就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。
氣體與液體一樣是流體:它可以流動(dòng),可變形。與液體不同的是氣體可以被壓縮。
假如沒有限制(容器或力場(chǎng))的話,氣體可以擴(kuò)散,其體積不受限制,沒有固定。氣態(tài)物質(zhì)的原子或分子相互之間可以自由運(yùn)動(dòng)。
氣體的特性介于液體和等離子體之間,氣體的溫度不會(huì)超過等離子體,氣體的溫度下限為簡(jiǎn)并態(tài)夸克氣體,現(xiàn)在也越來越受到重視。
高密度的原子氣體冷卻到非常低的低溫,可以依其統(tǒng)計(jì)特性分為玻色氣體和費(fèi)米氣體,其他相態(tài)可以參照相態(tài)列表。
在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為氣體分子的化學(xué)元素有氫(H2)、氮(N2)、氧(O2)和兩種鹵素,分別是氟(F2)和氯(Cl2)。
另外還有單原子的稀有氣體:氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)和氡(Rn)。
因?yàn)榇蠖鄶?shù)氣體很難直接觀察,他們常被通過其四個(gè)物理屬性或宏觀性質(zhì)來描述:
壓強(qiáng)、體積、粒子數(shù)目(化學(xué)家用摩爾來表示)和溫度。這四個(gè)屬性被許多科學(xué)家(如羅伯特·波義耳、雅克·查理、約翰·道爾頓、約瑟夫·路易·蓋-呂薩克、阿莫迪歐·阿伏伽德羅等)通過不同的氣體和不同的裝置來反復(fù)觀察過。他們的仔細(xì)研究最終形成了描述這些屬性的數(shù)學(xué)關(guān)系的理想氣體定律。
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