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I gas erano un enigma per i primi scienziati che erano sconcertati dalla loro libertà di movimento e apparente assenza di gravità rispetto a liquidi e solidi. In realtà, non hanno determinato che i gas costituivano uno stato della materia fino al 17 ° secolo. Dopo uno studio più attento, hanno iniziato a osservare proprietà coerenti che definivano i gas. La singola distinzione che inizialmente ha sconcertato gli scienziati - quella delle particelle di gas che hanno più spazio per muoversi liberamente rispetto alle particelle di solidi o liquidi - informa ciascuna delle proprietà che tutti i gas hanno in comune.
Bassa densità
I gas contengono molecole sparse che sono disperse su un dato volume e sono quindi meno dense rispetto ai loro stati solidi o liquidi. La loro bassa densità conferisce fluidità ai gas, il che consente alle particelle di gas di spostarsi rapidamente e casualmente una accanto all'altra, espandendosi o contrandosi senza posizionamento fisso. Le distanze medie tra le molecole sono abbastanza grandi che le interazioni tra le molecole non interferiscono con il loro movimento.
Forma o volume indefiniti
I gas non hanno forma o volume definiti. Il movimento casuale delle molecole di gas consente loro di espandersi o contrarsi per assumere il volume del contenitore che li tiene. Pertanto, un volume di gas si riferisce allo spazio del contenitore in cui le sue molecole hanno un raggio di movimento. Questa proprietà si traduce in gas che occupano più spazio di quello che avrebbero allo stato liquido o solido. I gas inoltre si contraggono e si espandono di quantità prevedibili a seconda delle variazioni di temperatura e pressione.
Comprimibilità ed espandibilità
La bassa densità dei gas li rende comprimibili poiché le loro molecole possono essere posizionate distanti tra loro. Ciò consente loro di muoversi liberamente per adattarsi agli spazi vuoti tra di loro. Proprio come i gas sono comprimibili, sono anche espandibili. La libertà delle molecole di gas fa sì che prendano la forma di qualsiasi contenitore in cui sono collocate, riempiendo il volume dei contenitori.
diffusività
Date le grandi quantità di spazio tra le molecole di gas, due o più gas possono mescolarsi rapidamente e facilmente tra loro per formare una miscela omogenea. Questo processo si chiama diffusione.
Pressione
Le molecole di gas sono in costante movimento. Esercitano pressione, o forza per unità di superficie, sulla superficie interna del loro contenitore. La pressione varia in base alla quantità di gas confinata a un determinato volume di contenitori, alla temperatura e alla pressione.