Газ, история открытия природного газа — одно из четырёх основных агрегатных состояний вещества, характеризующееся дюже слабыми связями между составляющими его частицами (молекулами, атомами либо ионами), а также их огромный подвижностью. Частицы газа примерно вольно и хаотически движутся в интервалах между соударениями, во время которых происходит крутое метаморфоза нрава их движения. Газообразное состояние вещества в условиях, когда допустимо существование устойчивой жидкой либо твёрдой фазы этого же вещества, традиционно именуется паром. Настоящий газ представляет собой высоко перегретый пар, свойства которого незначительно отличаются от безупречного газа. В связи с этим в термодинамическом изложении паров и реальных газов следует различать только два состояния — интенсивные пары (двухфазовые системы) и перегретые пары — (однофазовые газообразные состояния). Существует и другое определение представления настоящий газ, включающее каждый диапазон газообразного состояния вещества от интенсивного пара до высоко перегретого и крепко разреженного. Аналогично жидкостям, газы владеют текучестью и противятся деформации. В различие от жидкостей, газы не имеют фиксированного объёма, а тяготятся заполнить каждый доступный объём (скажем, сосуда). В планетарном масштабе газ в атмосфере удерживается гравитацией и не образует свободной поверхности. Газообразное состояние — самое распространённое состояние вещества Вселенной (межзвёздное вещество, туманности, звёзды, атмосферы планет и т. д.). По химическим свойствам газы и их смеси крайне многообразны: от малоактивных инертных газов до взрывчатых газовых смесей. Представление «газ» изредка распространяют не только на общности атомов и молекул, но и на общности других элементарных частиц (то есть на квантовую систему) — фотонов, электронов, броуновских частиц, а также плазму.
Кинетическая теория
Кинетическая теория даёт представление о макроскопических свойствах газов, рассматривая их молекулярное строение и движение молекул. Начиная с определения толчка и кинетической энергии, дозволено, применяя закон сохранения толчка и геометрические зависимости, связать макроскопические свойства системы (температуру и давление) с микроскопичными свойствами (кинетической энергии одной молекулы).
Кинетическая теория поясняет термодинамические явления, исходя из атомистических представлений. Теория постулирует, что тепло является следствием хаотического движения исключительно большого числа микроскопичных частиц (атомов и молекул). Теория поясняет, как газовая система реагирует на внешние воздействия. Скажем, когда газ нагревается от безусловного нуля, при котором его (типичные) частицы безусловно статичны, скорость частиц повышается с ростом его температуры. Это приводит к большему числу их соударений со стенками сосуда в единицу времени за счёт больше высокой скорости. По мере роста числа соударений повышается их влияние на стенки сосуда, пропорционально которому повышается давление. Удачное трактование газовых законов, исходя из расположений кинетической теории, стало одним из факторов подтверждения атомарного строения веществ в природе. В нынешней физике молекулярно-кинетическая теория рассматривается как составная часть статистической механики.
Электрический ток в газах
Газы — дюже дрянные проводники, но в ионизированном состоянии газ горазд проводить электрический ток. Проводимость газа зависит от напряжения нелинейно, от того что степень ионизации изменяется по трудному закону. Основных методов ионизации газа два: термическая ионизация и ионизация электрическим разрядом. Помимо того, существует так называемый независимый электрический разряд (пример — молния).
Термическая ионизация — придание атомам довольной кинетической энергии для отрыва электрона от ядра и дальнейшей ионизации в итоге возрастания температуры газа и тепловое движение атомов газа, приводящее к соударениям и перевоплощением их в кинетическую энергию. Температуры, нужные для ионизации газов, дюже высоки (скажем, для водорода данный показатель составляет 6000 К). Данный тип ионизации газов распространён предпочтительно в природе.
При низкой температуре газ также может проводить ток, если мощность его внутреннего электрического поля превышает некоторое пороговое значение. Пороговое значение в данном случае — достижение электроном под действием электрического поля довольной кинетической энергии, нужной для ионизации атома. Дальше электроны вновь разгоняются электрическим полем для ионизации и ионизируют два атома и т. д. — процесс становится цепным. В финальном результате все свободные электроны достигнут положительного электрода, положительные ионы — отрицательного электрода. Данный тип ионизации распространён предпочтительно в промышленности.
При нагревании катода электрическим разрядом с огромный силой тока происходит его нагрев до степени термоэлектронной эмиссии электронов из него (дуговой разряд).
