Почему газы легко сжимаются: элементарная физика
Газообразное состояние веществ — крайне интересное явление, вместе с которым вещества приобретают множество полезных свойств. Например, газы легко сжимаются. Они адаптируются под объем и форму резервуара, который наполняют. Почему так происходит? Почему газы легко сжимаются? Как это можно объяснить с научной точки зрения? Узнайте в статье!
Почему газы легко сжимаются?
Подводное погружение с аквалангом — это подводный дайвинг, когда дайвер ныряет под воду вместе с резервуаром, наполненным сжатым кислородом. Давление в наиболее часто используемых аквалангах составляет от 200 до 300 атмосфер.
Газы отличаются от других физических состояний веществ тем, что имеют свойство расширятся таким образом, чтобы повторить форму и заполнить весь объем резервуара. Однако в противовес этому газы также могут быть сжаты таким образом, что относительно небольшое их количество может быть принудительно введено в резервуар с относительно небольшим объемом. Так, если воздух из стандартного аквалангового бака перенести в другой контейнер с атмосферным давлением в 1 атмосферу, то объем этого контейнера должен составлять около 2500 литров.
Плотность газов и сжимаемость
Сжимаемость — это показатель того, насколько может измениться плотность и объем вещества при помещении его под давление. Если мы надавим на твердое тело или жидкость, по существу изменения в объеме не произойдет. Атомы, ионы или молекулы, которые составляют твердое тело или жидкость, расположены очень близко друг к другу. Между отдельными частицами нет места, поэтому они не могут уплотниться.
Кинетико-молекулярная теория объясняет, почему газы легко сжимаются (особенно по сравнению с жидкостями или твердыми телами). Газы имеют свойство легко сжиматься, поскольку они представляют собой большое количество пустого пространства между частицами газа. Вот почему газ легко сжимается. При комнатной температуре и стандартном давлении среднее расстояние между молекулами газа примерно в десять раз больше диаметра самих молекул. Когда газ сжимается, как при заполнении акваланга, частицы его приближаются друг к другу.
Применение свойства высокой сжимаемости газов
Сжатые газы используются во многих ситуациях. В больницах сжатый кислород часто применяют для пациентов с поврежденными легкими, чтобы помочь им дышать. Если пациенту проводят серьезную операцию, то наркоз, скорее всего, будет ксеноновый, то есть с использованием сжатого газа. Для сварки требуется очень горячий огонь, создаваемый компрессами ацетиленовых и кислородных смесей. Многие грили, барбекю подпитываются сжатым пропаном.
Резюмируя
Газы сжимаются легче, чем твердые вещества или жидкости, потому что между их молекулами имеется много пустого пространства. Это свойство газа широко применяется во многих сферах жизни человека.
Источник
почему когда в бутылку наливаешь воду не можешь сжать а когда воздух можеш
всякую ярунду не пишити будуту помогать помогайте
Потому что расстояния между молекулами в жидкостях очень маленькие, а в газах — просто громадные по сравнению с размерами молекул. Поэтому жидкость сжать очень трудно, почти невозможно, молекулам деваться некуда. А газ сжать сравнительно легко — просто расстояния между молекулами газа уменьшатся. Как видишь, объяснить-то тебе эту простую вещь до меня наши «умники» не смогли.. . Они тебе, вишь, говорят, что жидкость не сжимается, сжимаемость, мол, там почти нулевая, но ты-то спрашиваешь, почему это происходит.. . Вот поэтому.
ну для начала тебе стоит понять есть ли у тебя мозги.
Пионэр задал нормальный вопрос, познает мир ёмаё, а вы «мозгов нет». У вас их тоже когда-то не было. Общая суть ответа будет такая — сжатие веществ зависит от двух факторов: 1. уменьшение расстояния между молекулами 2. уменьшение расстояния между элементами образующими молекулу вещества.
Ну, понятно, что если мы поменяем расстояние между элементами в молекуле, то молекула разрушится. Да и сила внутримолекулярной связи столь велика.. . короче невозможно это :))))))
А вот межмолекулярные связи намного слабее. В газе, молекулы которого находятся далекооо друг от друга — придвинуть их друг к дружке легко, поэтому газы хорошо сжимаются. Молекулы же воды лежат плотно друг к другу, одна на другой и ни в какую не хотят при сжатии прижиматься еще ближе — поэтому воду практически невозможно сжать.
потому что есть такое понятие сжимаемость — способность вещества изменять свой объем под воздействием внешнего давления
у газов высокая сжимаемость
а у жидкостей она почти нулевая
Источник
1000 «детских» вопросов и ответов. (длиннопост) Ч. 8
95. Почему снег поглощает звуки?
Во время снегопада крики слышны на меньшее расстояние, чем в ясную погоду, свежий снежный покров тоже поглощает звук. Дело в том, что мелкие поры снежных хлопьев и рыхлого, недавно выпавшего снега приглушают звуковые волны. Они попадают в маленькие поры кристаллов снега и теряются там: их энергия пропадает. Старый снег или лед имеют гладкую поверхность и больше не могут так хорошо поглощать звук, а особенно далеко голоса разносятся над спокойной поверхностью воды.
96. Как вода может взорвать камень?
Если вода попадет в маленькие щели на шоссе или в здании, а потом замерзнет, то со временем она может взорвать асфальт, бетон и кирпич.
Это вызывает морозобойные повреждения. Сила, с которой вода давит на окружающие тела, составляет 2 тонны на квадратный сантиметр. Представь себе вес слона, давящий на почтовую марку.
До изобретения взрывчатки эту силу замерзающей воды использовали в каменоломнях. Рабочие сверлили отверстия в огромных каменных блоках и наполняли их водой. При заморозках лед расширялся и взрывал камни.
В Древнем Египте, где температура не бывает ниже нуля, поступали по-другому. В камне делали несколько рядом расположенных отверстий, вставляли в них кусочки сухого дерева и смачивали их водой. Дерево разбухало и взрывало камень.
97. В чем разница между водой и водяным паром?
Все вещества, с которыми мы встречаемся в окружающем нас мире, бывают или жидкими, или твердыми, или газообразными.
Эти состояния веществ называют агрегатными состояниями.
Многие вещества при охлаждении или нагревании можно перевести из одного агрегатного состояния в другое.
При этом они неожиданно приобретают совсем другие свойства.
Например, если нагреть воду до температуры выше 100 градусов Цельсия, она превращается в газ, в водяной пар.
У воды и водяного пара одинаковый химический состав, но совершенно разные свойства: водяной пар имеет свойства, типичные для газов.
Его можно сжимать, как воздух. Пар, как и воздух, обладает упругостью, он может сжиматься и снова расширяться и при этом может привести в действие паровую машину.
98. А есть жидкий воздух?
Даже такие прочные и твердые вещества, как железо, можно нагреть до такой температуры, что они становятся жидкими. При еще более высоких температурах жидкие металлы превращаются в газ. И наоборот, вещества, встречающиеся при нормальных температурах в виде газа, можно охладить до такой степени, что они становятся жидкими или даже твердыми. Например, воздух при температуре в минус 197,5 градуса Цельсия превращается в жидкость.
99. Почему дым поднимается вверх?
Дым содержит много мельчайших частиц, в том числе сажу, летучую золу и капельки смолы. Они возникают при сгорании. В ясную, сухую и безветренную погоду дым из трубы или от костра поднимается вертикально вверх. Тогда все содержащиеся в дыме вещества легкие и сухие и поднимаются вместе с горячим воздухом. Иначе обстоит дело в дождливую погоду. Тогда воздух влажный и содержит много водяного пара. Невидимые маленькие капельки, из которых состоит пар, оседают на частицах дыма и тянут дым вниз. Поэтому он становится тяжелым и не может так легко подниматься вверх. Если дым не поднимается над трубой, а висит над крышами, это — признак высокой влажности воздуха. Очень может быть, что скоро пойдет дождь.
100. Можно ли сжать воду?
Жидкости нельзя сжать. Они не обладают упругостью и не изменяют свой объем. Объемом предмета называется пространство, которое он занимает. Поэтому совершенно невозможно вместить два литра воды в литровую бутылку.
101. Почему губка впитывает воду?
На губке хорошо видно, как вода сама собой поднимается по маленьким щелочкам, тонким трубочкам и маленьким порам. В губке много маленьких пор. Если положить ее в пролитую воду, губка становится мокрой. Вода проникает в поры, и лужица пропадает. Это свойство воды называется капиллярностью (слово происходит от латинского «capillaris» — «волосной», потому что поры имеют толщину волоса). И промокательная бумага может впитывать воду только потому, что в ней много очень маленьких пор. Кстати, все полотенца и тряпки для вытирания имеют такое же строение. Гладкая бумага или гладкий шелк впитывают воду очень плохо.
102. Сколько воды нужно дереву?
Ни одно живое существо не может обойтись без воды. Животные пьют воду, берут ее из пищи или поглощают кожей. Растения впитывают воду главным образом корнями из почвы. Таким образом, большое дерево поглощает за сутки тонну воды, которая поднимается из корней по стволу и ветвям в листья и там испаряется.
103. Как вода попадает в крону дерева?
Это происходит без помощи мускулов или насоса. Дело в том, что вода сама поднимается по тонким трубочкам наверх. По древесине корней, ствола и ветвей проходит огромное количество таких трубочек и каналов. Они, как губка, впитывают воду.
Как только она испаряется с листьев, вверх всасывается новая вода.
Чем больше дерево, тем труднее ему поднимать наверх большое количество воды. Поэтому огромные секвойядендроны (Мамонтовы деревья) в Северной Америке произрастают только во влажных областях, где часто бывают обильные туманы. Они могут поглощать воду листьями из тумана.
104. Почему иголка может плавать?
Если осторожно положить иголку на воду, она не тонет, а плавает. Внимательно присмотревшись, можно увидеть, что иголка сделала в поверхности воды небольшое углубление, это выглядит так, словно на поверхности воды натянута тонкая пленка, а на ней лежит иголка. То, что выглядит как пленка и удерживает иголку на поверхности, — это поверхностное натяжение воды.
Молекулы воды стараются находиться как можно ближе и притягиваются друг к другу, «натягивая» поверхность воды. Правда, сила поверхностного натяжения очень мала, но она может вытолкнуть такой легкий предмет, как иголка. Но как только один конец иглы опустится в воду, чары разрушатся, поверхностное натяжение исчезнет, и иголка утонет.
А для предметов более тяжелых, чем иголка, сила поверхностного натяжения воды слишком мала.
105. Почему на старых фотографиях люди так напряженно смотрят в объектив?
У первых фотографов людям приходилось целую минуту сидеть неподвижно перед фотоаппаратом, пока фотопленки того времени освещались. Если человек шевелился или хотя бы мигал, изображение получалось нечетким — отсюда и напряженные позы.
Особенно неприятно это было для детей. Они не могут так долго сидеть неподвижно, и фотографам часто приходилось повторять съемку. Поэтому за фотопортреты детей просили больше денег, чем за фотографии взрослых.
Источник
1. Ответьте на вопросы устно.
А) Какое положение молекулярно-кинетической теории подтверждается явлением растворения сахара в воде?
Б) Какие положения молекулярно-кинетической теории подтверждаются явлением диффузии?
В) Почему газы не имеют ни собственного объема, ни формы?
Г) Почему жидкости сохраняют объем, но не сохраняют форму?
Д) Почему твердые тела сохраняют и объем и форму?
Е) Чем объяснить распространение запаха духов в комнате?
Ж) Почему воздушный шарик легко сжимается?
З) Почему трудно сломать металлическую проволоку?
И) Какие явления указывают на то, что молекулы отталкиваются друг от друга?
К) Что общего и в чем различие у явлений смачивания и несмачивания?
Л) При опускании стеклянного капилляра в воду вертикально уровень воды в капилляре поднимается. Почему?
М) При опускании стеаринового капилляра вертикально в воду уровень воды в капилляре понижается. Почему?
Н) Какое явление лежит в основе технологии красильного производства?
О) Для чего перед покраской поверхность металла обезжиривают?
П) Почему ткань, пропитанная маслом, перестает пропускать воду?
Р) Почему взрыхленная почва лучше сохраняет влагу?
С) Назовите три основных положения молекулярно-кинетической теории.
2. Ответьте на вопросы.
А) Газы легко сжимаются. Можно ли газ сжать до сколь угодно малого объема?
Нельзя, можно сжимать, пока пространство между молекулами не будет полностью израсходовано.
Б) Капля нефти растекается по поверхности воды, образуя тонкую пленку. Какой может быть наименьшая толщина такой пленки?
Наименьшая толщина пленки равна диаметру молекулы нефти.
В) Лед и воды находятся при 0°С. Что можно сказать о массах молекул льда и воды?
Они будут одинаковы, независимо от агрегатного состояния вещества.
Г) Что можно сказать о расстояниях между молекулами?
Оно меняется в зависимости от агрегатного состояния вещества.
Д) Зачем при постройке длинных зданий делают температурно-усадочные швы – вертикальные промежутки в стенах, заполняемые пластичным материалом?
При перемене температуры тела расширяются или сжимаются, вследствие могут появляться трещины.
Е) Газ находится в сосуде объемом 2 л. Может ли этот газ заполнить другой сосуд объемом 4 л?
Может, при нагревании или уменьшении давления.
Ж) Почему трудно снять мокрые перчатки?
Из-за взаимодействия воды с молекулами кожи.
З) Детский резиновый шарик, наполненный водородом, через некоторое время становится слабо надутым. Почему?
Молекулы водорода проникают через промежутки между частицами резины.
И) Почему не рекомендуется мокрую ткань, окрашенную в темный цвет, оставлять на длительное время в соприкосновении с белой тканью?
Молекулы краски диффундируют на белую ткань и окрасят ее.
К) Почему трубно отвинтить гайку, долгое время находящуюся в туго завинченном состоянии, даже если болт и гайка сделаны из нержавеющей стали?
Со временем происходит диффузия материалов.
Л) Почему капли от сока ягод на столе легче удалить вскоре после того, как они были пролиты, и значительно труднее сделать это впоследствии?
Т.к. если капли протереть сразу, то стол не успеет пропитаться соком – процесс диффузии не успеет начаться.
1. Повторите §7-13.
2. Ответьте на вопросы устно.
А) Почему газ легче сжать, чем воду?
Б) Почему жидкости и твердые тела не рассыпаются на отдельные молекулы?
В) Почему тела нельзя сжимать до бесконечности?
Источник
