Ποιες είναι οι πέντε ιδιότητες των αερίων;

Τα αέρια ήταν ένα αίνιγμα για τους πρώτους επιστήμονες που μπερδεύτηκαν από την ελευθερία κινήσεώς τους και την φαινομενική έλλειψη βαρύτητας σε σύγκριση με τα υγρά και τα στερεά. Στην πραγματικότητα, δεν διαπίστωσαν ότι τα αέρια αποτελούσαν μια κατάσταση ύλης μέχρι τον 17ο αιώνα. Μετά από μια πιο προσεκτική μελέτη, άρχισαν να παρατηρούν σταθερές ιδιότητες που καθορίζουν τα αέρια. Η μοναδική διάκριση που αρχικά μπέρδεψε τους επιστήμονες - αυτή των σωματιδίων αερίου που έχουν περισσότερο χώρο κινούνται ελεύθερα από τα σωματίδια στερεών ή υγρών - ενημερώνει καθεμία από τις ιδιότητες στις οποίες έχουν όλα τα αέρια κοινός.

Τα αέρια περιέχουν διάσπαρτα μόρια που διασκορπίζονται σε έναν δεδομένο όγκο και επομένως είναι λιγότερο πυκνά από ό, τι στις στερεές ή υγρές καταστάσεις τους. Η χαμηλή τους πυκνότητα δίνει ρευστότητα στα αέρια, γεγονός που επιτρέπει στα σωματίδια αερίου να κινούνται γρήγορα και τυχαία το ένα το άλλο, διαστέλλονται ή συστέλλονται χωρίς σταθερή θέση. Οι μέσες αποστάσεις μεταξύ των μορίων είναι αρκετά μεγάλες ώστε οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μορίων να μην επηρεάζουν την κίνησή τους.

Τα αέρια δεν έχουν καθορισμένο σχήμα ή όγκο. Η τυχαία κίνηση των μορίων αερίου τους επιτρέπει να διαστέλλονται ή να συστέλλονται για να αναλάβουν τον όγκο του δοχείου που τα συγκρατεί. Επομένως, ο όγκος ενός αερίου αναφέρεται στο χώρο του περιέκτη στον οποίο τα μόρια του έχουν εύρος κίνησης. Αυτή η ιδιότητα έχει ως αποτέλεσμα τα αέρια να καταλαμβάνουν περισσότερο χώρο από ό, τι σε υγρή ή στερεά κατάσταση. Τα αέρια συστέλλονται και αναπτύσσονται κατά προβλέψιμες ποσότητες ανάλογα με τις αλλαγές στη θερμοκρασία και την πίεση.

Η χαμηλή πυκνότητα των αερίων τα καθιστά συμπιέσιμα αφού τα μόρια τους μπορούν να τοποθετηθούν σε απόσταση μεταξύ τους. Αυτό τους επιτρέπει να κινούνται ελεύθερα για να χωρέσουν στα κενά μεταξύ τους. Ακριβώς όπως τα αέρια είναι συμπιέσιμα, είναι επίσης επεκτάσιμα. Η ελευθερία των μορίων αερίου τα κάνει να παίρνουν τη μορφή οποιουδήποτε δοχείου στο οποίο είναι τοποθετημένα, γεμίζοντας τον όγκο του δοχείου.

Δεδομένου του μεγάλου όγκου μεταξύ των μορίων αερίων, δύο ή περισσότερα αέρια μπορούν να αναμιχθούν γρήγορα και εύκολα μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα ομοιογενές μείγμα. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διάχυση.

Τα μόρια αερίου βρίσκονται σε συνεχή κίνηση. Ασκούν πίεση, ή δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας, στην εσωτερική επιφάνεια του δοχείου τους. Η πίεση ποικίλλει ανάλογα με την ποσότητα του αερίου που περιορίζεται στον δεδομένο όγκο του δοχείου, τη θερμοκρασία και την πίεση.