توجد فروق كبيرة بين الغاز والبخار على الرغم من بعض التشابه بينهما، حيث يعد الغاز واحدًا من المواد الأساسية الثلاثة، ويمكن للغاز تغيير شكله ليتناسب مع الحاوية التي يتدفق من خلالها، بينما البخار وخاصة بخار الماء يتحول إلى الحالة الغازية في جميع حالاته.
ما هو الغاز؟
الغاز هو واحد من حالات المادة الأساسية، والغاز من المواد التي لها قابلية وقدرة على السريان وذلك بما يتناسب مع المكان الذي يسري فيه، أو الوعاء الذي يكون به، وهذه الحالة تُسمي بالموائع، وغالبًا يكون الغاز تحت ضغط من الخارج وليس مصحوب بحالة سائلة على عكس البخار، وهو مادة تتواجد بطبيعتها في الحالة الغازية في درجة الحرارة الطبيعية العادية، ومن ضمن الحالات الغازية المهمة الهواء الذي يحتوي على الكثير من الغازات مثل الأكسجين، و النيتروجين والعديد من الغازات الأخرى المتواجدة في طبقات الجو، ولكن ما هي الخصائص التي تتصف بها بالغازات.
خصائص الغاز
تتميز جميع الغازات بخصائص متعددة مثل الشكل والحجم، وتظل بعض الغازات في حالتها المنفردة مثل الأكسجين، بينما تكون بعض الغازات مركبة من ثاني أكسيد الكربون.
– الانضغاط: عندما يضغط على المادة الغازية، يتغير حجمها ويتغير الضغط الذي يتعرض له، وذلك بسبب المسافات الكبيرة بين جزيئات المادة، والتي تختلف عن المواد الصلبة والغير قابلة للانضغاط، حيث تتحرك جزيئات الغاز باستمرار في جميع الاتجاهات، ويتم قياس ضغط الغاز بوحدة باسكال، ويتم توليد ضغط الغاز نتيجة تصادم جزيئاته مع جدران الوعاء.
– القابلية للانتشار: هناك جاذبية ضعيفة جدا بين جسيمات المادة، وهذا يسهل انتشار الغازات في طبقات الجو المختلفة، على سبيل المثال عندما يرش شخص ما رائحة تنتشر بسرعة كبيرة في الجو، وذلك بسبب سرعة انتشار جسيمات الغاز مقارنة بالسوائل التي تجذب الجزيئات بقوة مما يعيق انتشارها. ومع ذلك، تنتشر السوائل عندما تزداد حرارتها، حيث تزيد الحرارة من الطاقة الحركية لجسيمات المادة.
– تمدد الغازات بدرجة الحرارة: تؤثر درجة الحرارة على تمدد الغازات بشكل كبير، فعندما ترتفع درجة الحرارة، يتمدد الغاز، وعندما تنخفض درجة الحرارة، ينكمش تمدد الغازات، ويمكن أن نرى ذلك عند وضع بالونة على فوهة زجاجة ووضع الزجاجة في ماء ساخن، فتتمدد الغازات داخل الزجاجة وتنتفخ البالونة، وإذا وضعنا الزجاجة في ماء بارد، يبقى الغاز داخل الزجاجة دون حدوث تمدد، وتظل البالونة كما هي.
ما هو البخار؟
المادة هي شيء ذو حالة صلبة أو سائلة أو غازية، ولكنها تتحول إلى بخار عند درجة الحرارة العادية. ويشير هذا الوصف أيضا إلى حالات المادة عندما تكون في حالة الغاز، وذلك عندما تكون حرارتها أعلى بكثير من الحرارة العادية. ومن بين حالات البخار، يوجد بخار الماء الذي يتكون عندما يغلي الماء عند درجة حرارة تزيد عن 100 درجة مئوية، وبالتالي يتحول الماء إلى بخار يظهر على شكل ضباب. يتبخر الماء تحت تأثير درجات الحرارة المختلفة، ولكن من المهم معرفة خصائص البخار.
خصائص البخار
للبخار عدة خصائص تختلف كل منها عن الأخرى:
– البخار المشبع: عندما يكون الماء في حالة الغاز أو السائل، يتم تسمية البخار الذي يتكون عندما يتبخر الماء بالبخار المشبع، وفي هذه الحالة تبقى حرارة الماء والبخار ثابتة ولا تتغير حتى وإن تغيرت الطاقة الحرارية، ولكن تبقى الضغط ثابتًا أيضًا.
– البخار المحمص: هو حالة الماء في حالته الغازية فقط، ولا توجد أي حالة سائلة تماما، وفي هذه الحالة، درجة حرارة البخار تتناسب طرديا مع تغير الطاقة الحرارية، وبالطبع كمية الحرارة أكبر من درجة حرارة الغليان لنفس الضغط.