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Les gaz étaient une énigme pour les premiers scientifiques qui étaient déroutés par leur liberté de mouvement et leur apparente apesanteur par rapport aux liquides et aux solides. En fait, ils n'ont pas déterminé que les gaz constituaient un état de la matière avant le 17ème siècle. Après une étude plus approfondie, ils ont commencé à observer des propriétés cohérentes définissant les gaz. La seule distinction qui a initialement dérouté les scientifiques - celle des particules de gaz ayant plus d’espace de mouvement que les particules de solides ou de liquides - renseigne chacune des propriétés communes à tous les gaz.
Faible densité
Les gaz contiennent des molécules dispersées qui sont dispersées sur un volume donné et sont donc moins denses que dans leur état solide ou liquide. Leur faible densité donne la fluidité des gaz, ce qui permet aux particules de gaz de se déplacer rapidement et de façon aléatoire les unes sur les autres, se dilatant ou se contractant sans positionnement fixe. Les distances moyennes entre les molécules sont suffisamment grandes pour que les interactions entre les molécules n'interfèrent pas avec leur mouvement.
Forme ou volume indéfinis
Les gaz n'ont pas de forme ni de volume définis. Le mouvement aléatoire des molécules de gaz leur permet de s'étendre ou de se contracter pour prendre le volume du récipient les contenant. Par conséquent, un volume de gaz se réfère à l'espace du récipient dans lequel ses molécules ont une plage de mouvement. Cette propriété fait que les gaz occupent plus d’espace qu’ils ne le seraient à l’état liquide ou solide. Les gaz se contractent et se dilatent également en quantités prévisibles en fonction des changements de température et de pression.
Compressibilité et extensibilité
La faible densité de gaz les rend compressibles car leurs molécules peuvent être éloignées les unes des autres. Cela leur permet de se déplacer librement pour s’insérer dans les espaces libres qui les séparent. Tout comme les gaz sont compressibles, ils sont également extensibles. La liberté des molécules de gaz les amène à prendre la forme de n’importe quel récipient dans lequel elles sont placées, remplissant ainsi le volume des récipients.
Diffusivité
Étant donné le grand espace entre les molécules de gaz, deux gaz ou plus peuvent se mélanger rapidement et facilement pour former un mélange homogène. Ce processus s'appelle la diffusion.
Pression
Les molécules de gaz sont en mouvement constant. Ils exercent une pression ou une force par unité de surface sur la surface intérieure de leur conteneur. La pression varie en fonction de la quantité de gaz confinée dans un volume de récipient donné, de la température et de la pression.