Gáz

Oly test, mely alak v. térfogat változás ellen csak kis erőt fejt ki. A legismeretesebb gázalaku test a levegő. A gáz fizikája lényegében azon kérdés körül forog, hogy a gáz állapotát meghatározó három adat, nevezetesen a gáz nyomása, térfogata v. sürüsége és hőmérséklete között miféle összefüggés áll fenn, azaz hogy változik p. a gáz sürüsége, ha a nyomás v. a hőmérséklet v. mindkettő változik. Mig a szilárd és cseppfolyós testekre ezen három adat közütt minden szilárd és cseppfolyós testre érvényes általános törvényszerüséget eddig nem sikerült felfedezni, addig a gázokra sikerült nagy közelítéssel ily általános törvényszerüséget megállapítani. Az egyik ilynemü történ a Boyle-Mariotte-féle, mely azt mondja, hogy állandó hőmérsékletnél a gáz térfogat fordítva arányos a nyomással, tehát a nyomás és térfogat sorozata állandó; képletben kifejezve: ha p a gáz nyomása, v a térfogata, akkor állandó hőmérsékletnél pv állandó. Állandó nyomás mellett a térfogat és hőmérséklet közötti összefüggést Guy-Lussac törvénye fejezi ki, melynek értelmében valamennyi gáz a hőmérséklettel egyformán terjed ki. Utóbbi eredmény nevezetes a tudomány fejlődésében, mert kiinduló pontját képezte a hőmérséklet egységes pontos definiciójának, t. i. az olvadó jég hőmérsékletét 0°-kal, a forró vizgőzét a normalis légnyomás melett 100°-kal jelölve, megállapodtak abban, hogy a hőmérséklet egy fokkal változik akkor, ha a levegő v. más vmely gáz térfogataaa állandó nyomás mellett egy századával változik a 0°-tól 100°-ig való térfogat változásnak. Ezt megállapítva, Gay-Lussac törvénye ugy fogalmazható: valamennyi gáz a hőmérséklettel egyformán és egyenletesen terjed ki; a kiterjedési együttható a = ¹/₂₇₃; azaz ha 0°-nál a gáz térfogata v_o, akkor t hőmérsékletnél a gáz térfogata v_t=v_o (1+at). Boyle-mariotte törvényéből folyik, hogy akkor a gáz nyomására is ugyanezen törvény áll, azaz: valamennyi gáz nyomása a hőmérséklettel az előbb említett módon határozzuk meg; p_t=p_o (1+at), feltételezve persze, hogy a gáz térfogata állandó. Boyle-Mariotte és Gay-Lussac törvényét egyesítve a következő összefüggést nyerjük: pv=p₀v₀(1+at), azaz pv/(1+at) = állandó; vagy ha a hőmérsékletet -273° C-tól számítjuk s ezen skálában kifejezett hőmérsékletet T-vel jelöljük: pv/T=állandó = R. Ez azon általános, minden gázra érvényes összefüggés, a gáz állapotát meghatározó három adat között. T. neve abszolut hőmérséklet. R-nek fizikai értelme: a gáznak állandó nyomásnál és állandó térfogatnál vett fajhőjének a külömbsége.

Azonban ezen törvény is csak közelítő, melytől az egyes gázok kisebb-nagyobb eltéréseket mutatnak. Minden gázra létezik egy bizonyos hőmérséklet, mely alatt, a gáz nyomását nagyobbítva a gázt összenyomva az lecsapódik, folyósodik s belől saját folyadékával érintkező telített gőz lesz. Minél közelebb jut a gáz ezen állapothoz, annál rosszabbul követi Gay-Lussac Mariotte-Boyle törvényét. A telített gőz nyomása a hőmérséklettel sokkal nagyobb mértékben növekszik, mint azt a Gay-Lussac törvénye megkivánja. A tulhevített gőz annál jobban követi eme törvényt, minél messzebb áll a telítés fokától. Azon gázokat, melyek nagy közelítéssel követik eme törvényt, sem tekinthetjük egyébnek, mint tulhevített gőzöknek. Minden gázra létezik azonban egy hőmérsékleti határ, melyen belül bármennyire is nyomjuk össze, folyósodás be nem áll. Ez a kritikus hőmérséklet. A szénsav kritikus hőmérséklete p. = + 31° C. A gázok fajhőjére vonatkozólag is megállapított a fizika egy általános közelítő törvényt, t. i. hogy a gáz fajhője és atomsúlyának szorzata állandó. Továbbá, hogy a gázoknak állandó nyomásnál és állandó térfogatnál vett fajhőjének viszonya valamennyi gázra közel ugyanazon érték = 1,41. L. még Halmazállapot, Fényelnyelés.

Forrás: Pallas Nagylexikon