gass

En gass har ingen overflate, slik som væsker og faste stoffer. I en gass er molekylene i konstant bevegelse, men kan kollidere med hverandre eller omgivelsene.

En ideal gass er en gass hvor vi ser bort fra kreftene mellom molekylene i gassen så lenge de ikke kolliderer. Det vil si at molekylene bare utsettes for krefter i kollisjonsøyeblikket. Selv om man ofte kan tenke seg at dette er tilfelle så lenge trykket ikke er for høyt og temperaturen tilstrekkelig langt over kokepunktet, så vil likevel de fleste gasser avvike noe i egenskaper fra en ideal gass.

En gass øver alltid et trykk mot overflaten til gjenstander som befinner seg i den og øver alltid et trykk mot veggene til rommet den er i. En gass fyller alltid den beholderen den er i. Dersom veggene gir etter for trykket, utvider gassen seg.

Gass-tilstandsligningen kan brukes til å finne relasjonen mellom trykk, volum og temperatur i ulike gasser. Dersom gassens trykk og volum endres mens temperaturen er konstant, kalles prosessen isoterm. Dersom trykket holdes uforandret mens temperaturen og volumet endres, kalles prosessen isobar. Dersom gassens volum holdes konstant mens trykket og temperaturen endres, kalles prosessen isochor.

Hvis en gass endrer trykk, temperatur eller volum uten at den utveksler varme med omgivelsene, kalles forandringene adiabatiske. Når en gass utvider seg uten overføring av varme, blir den avkjølt, og når den trykkes sammen, stiger temperaturen. Det tar tid å overføre varme, så raske prosesser, for eksempel trykkendringene i lydbølger i luft, kan regnes som adiabatiske.

Enkelte gasser kan man se med øyet. For eksempel har klor en svakt gulgrønn farge, mens jodgass har en intens fiolett farge. De fleste vanlige gasser er imidlertid usynlige for øyet. Karbondioksid er for eksempel usynlig for øyet, men man kan finne ut hvor mye og hva slags tilstand gassen er i ved hjelp av infrarød spektroskopi.

Ved store trykk eller lave temperaturer går alle gasser over til væske. De blir kondensert.

Er temperaturen høyere enn den såkalte kritiske temperaturen for gassen, er det ikke mulig å kondensere gassen til væske, samme hvor høyt trykket er. Gass- og væskeformen går da kontinuerlig over i hverandre. Det trykket gassen må ha ved den kritiske temperaturen for å kondensere, kalles kritisk trykk. Tilstanden kalles kritisk tilstand. For eksempel vil karbondioksid nå en kritisk tilstand ved kritisk trykk 73 atmosfærer og kritisk temperatur 31 grader celsius. I vann er det mye sterkere bindinger mellom molekylene, slik at det kritiske trykket er hele 225 atmosfærer og den kritiske temperaturen er 374 grader celsius.

Ved svært lave temperaturer eller store trykk går en gass over i det som kalles en degenerert gass. Gassmolekylenes bevegelser beskrives da ikke lenger ved tilstandsligningen for en idealgass, som bygger på Boltzmann-statistikk, men ved en teori basert på kvantestatistikk (Fermi-Dirac- eller Bose–Einstein-statistikk).

Teorien for degenererte gasser har vist seg å ha en rekke bruksområder utenom det man tradisjonelt forstår med gass. For eksempel brukes det i faststoff-fysikken for beskrivelse av elektronbevegelsen i metaller og halvledere (elektrongass). Det brukes også i ionosfærefysikken for beskrivelse av ladede partiklers bevegelse. Videre brukes det i astrofysikken for forståelse av blant annet de termonukleære prosessene som foregår i stjerner.

Oksygen er en gass som er helt essensiell for nesten alt liv på jorden, og produseres i naturen som et resultat av fotosyntese. Karbondioksid dannes under forbrenning av karbon og oksygenholdige stoffer, som for eksempel i kullovner eller kroppen til mennesker. Metan er en annen viktig gass som brukes til en rekke industrielle formål. Både metan og karbondioksid er klimagasser, som begge bidrar til drivhuseffekten.

Det finnes en rekke giftige gasser, som i noen tilfeller benyttes som stridsgass.

Gasser er også viktige innen medisinen, der oksygen kan gis ved for eksempel problemer med surstoffopptaket og anestesigasser brukes til smertelindring og til å fremkalle bevisstløshet.

Noen gasser og gassblandinger kan brukes som brensel. Hydrogen har den største brennverdien av de vanligste gassene og kan avgi minst 120 MJ/kg. Handelspropan har en brennverdi på omtrent 50 MJ/kg og inneholder omtrent 95 prosent propan, C₃H₈ (inkludert små mengder propylen, C₃H₆ ), 3 prosent etan, C₂H₆, og 2 prosent butan, C₄H₁₀.

En rekke ulike reaktive gasser brukes til å fremstille kjemiske stoffer vi trenger i dagliglivet. For eksempel fremstilles ammoniakk ved hjelp av Haber-Bosch-metoden ved å la hydrogengass og nitrogengass reagere med hverandre.

Gasser fungerer også som medium for små partikler kalt aerosoler som finnes i det meste av luften vi puster inn samt i medisinske og industrielle produkter. Slike aerosoler kan fremstilles ved hjelp av for eksempel spraybokser.

• luft
• naturgass
• brenselgass og lysgass
• stridsgass