Aineiden kaasumainen tila on äärimmäisen mielenkiintoinen ilmiö, jonka myötä aineet saavat monia hyödyllisiä ominaisuuksia. Esimerkiksi kaasut puristuvat helposti kokoon. Ne mukautuvat täyttämän säiliön tilavuuteen ja muotoon. Miksi tämä tapahtuu? Miksi kaasut tiivistyvät helposti? Miten tämä voidaan selittää tieteellisesti? Ota selvää artikkelista!
Miksi kaasut tiivistyvät helposti?
Laitesukellus on vedenalaista sukellusta, kun sukeltaja sukeltaa veden alle painehapella täytettynä säiliön kanssa. Yleisimmin käytettyjen sukellusvarusteiden paine on 200-300 ilmakehää.
Kaasut eroavat muista aineiden fysikaalisista olomuodoista siinä, että niillä on taipumus laajentua toistaakseen muodon ja täyttääkseen säiliön koko tilavuuden. Kuitenkin, päinvastoin, kaasuja voidaan puristaa myös siten, että suhteellisen pieni määrä niitä voidaan pakottaa suhteellisen pienen tilavuuden omaavaan säiliöön. Joten, jos ilma standardistasukellussäiliö siirretään toiseen säiliöön, jonka ilmanpaine on 1 ilmakehä, niin tämän säiliön tilavuuden tulee olla noin 2500 litraa.
Kaasun tiheys ja puristuvuus
Puristuvuus mittaa, kuinka paljon aineen tiheys ja tilavuus voivat muuttua paineen alaisena. Jos painamme kiinteää tai nestettä, tilavuus ei käytännössä muutu. Kiinteän tai nesteen muodostavat atomit, ionit tai molekyylit ovat hyvin lähellä toisiaan. Yksittäisten hiukkasten välillä ei ole tilaa, joten ne eivät voi tiivistyä.
Kineettis-molekyyliteoria selittää, miksi kaasut ovat helposti puristuvia (etenkin nesteisiin tai kiinteisiin aineisiin verrattuna). Kaasuilla on taipumus puristua helposti kokoon, koska ne muodostavat suuren määrän tyhjää tilaa kaasuhiukkasten välillä. Tästä syystä kaasu puristuu helposti. Huoneenlämpötilassa ja normaalipaineessa kaasumolekyylien keskimääräinen etäisyys on noin kymmenen kertaa itse molekyylien halkaisija. Kun kaasu puristetaan, kuten sukellussäiliötä täytettäessä, hiukkaset liikkuvat lähemmäs toisiaan.
Kaasujen korkeiden kokoonpuristuvuusominaisuuksien käyttö
Puristekaasuja käytetään monissa tilanteissa. Sairaaloissa paineistettua happea annetaan usein potilaille, joiden keuhkot ovat vaurioituneet, jotta he hengittävät. Jos potilaalle tehdään suuri leikkaus, anestesia on todennäköisesti ksenoni eli painekaasu. Hitsaus vaatii erittäin kuuman puristuksen aiheuttaman tulenasetyleenin ja hapen seokset. Monet grillit toimivat puristetulla propaanilla.
Yhteenveto
Kaasut puristuvat helpommin kuin kiinteät aineet tai nesteet, koska niiden molekyylien välissä on paljon tyhjää tilaa. Tätä kaasun ominaisuutta käytetään laaj alti monilla ihmiselämän alueilla.
