Gazların genel özellikleri
Gaz, maddenin yoğunluğunun en az olduğu ve akışkanlığının çok fazla olduğu hali tanımlamak için kullanılan bir bilimsel tanımdır. Bilindiği üzere maddenin dört hali bulunmaktadır: katı, sıvı, plazma ve gaz. Maddenin gaz hale geçmesi, herhangi bir şeklinin de bulunmaması manasına gelir. Gaz haldeki maddelerin tanımlanabilecek herhangi bir formu bulunmadığı gibi, belirli bir hacimleri de bulunmamaktadır. Maddenin katı halden sıvıya ya da sıvı halden gaza dönüşmesi, bilim literatüründe “faz değiştirme” yani safha, aşama değişimi olarak adlandırılır.
Madde katı haldeyken, bu maddeyi oluşturan molekülleri meydana getiren atomların arasındaki çekim kuvveti son derece kuvvetlidir. Bunun için katı haldeki maddeler çok sert bir yapıdadır ve bazı katı maddelerin alet kullanılmadan parçalanması dahi mümkün değildir (Örneğin; Elmas). Faz değişimi ile sıvı hale geçen maddeyi oluşturan moleküllerin temel yapı taşları yani atomlar arasındaki çekim kuvveti hale yüksektir ve bunun için atom ya da moleküller birbirini çekmeye devam eder. Ancak yeniden faz değiştirerek gaz hale geçen maddenin atomları arasındaki çekim kuvveti de azalır.
Gaz haldeki maddeleri meydana getiren moleküller ve atomlar, maddenin içine konduğu kap içinde her yöne hareket eder. Bu sebepten ötürü gazların normalde herhangi bir hacmi bulunmazken, gaz haldeki madde içinde bulunduğu kabın hacmine göre tanımlanmaktadır. Uzay boşluğu da dahil olmak üzere gaz haldeki maddeler evrenin her yerinde birbirine kolaylıkla karışabilmektedir. Zira bu şekilde evrenin herhangi bir yerinde birleşerek bir karışım oluşturan gazlar, “homojen” bir karışım oluşmasını sağlar. Yani gazların bir araya gelerek oluşturduğu karışımların tamamı homojendir.
Gaz haldeki maddenin yoğunluğunun hesaplanması, ortamdaki basınç ve sıcaklığın etkisine göredir. Zira gaz hale geçen tüm maddeler, basınç ve sıcaklığın etkisiyle farklı yoğunluğa sahip olur. Bazlara etki eden basınç ya da sıcaklık değerinin arttırılması, gazın sahip olduğu hacmin de muazzam derecede artmasına neden olur. Bu sebepten ötürü evlerde yemek pişirilen “düdüklü tencereler”, güvenlik nedeniyle bir emniyet sistemine yani küçük bir deliğe sahiptir. Çünkü tencerenin herhangi bir yerine gazı çıkışını sağlayacak hiçbir delik bulunmaması halinde, gaz haldeki madde sürekli ısı enerjisi alarak yüksek sıcaklıklara gelecek ve maruz kaldığı basınç arttığı için hacmi tencereye sığamayacaktır.
Sıcaklık ve basıncın artması halinde gaz haldeki madde “çelik dahi olsa” tencerenin parçalanmasına, patlamasına ya da çatlamasına sebep olur. Bu nedenle maddenin gaz halde maruz kaldığı sıcaklık ve basıncın arttırılması, hacminin de sürekli olarak artması manasına gelir. Sıvı ve katı halin aksine, bilinen tüm maddelerin gaz haldeki sıkışma veya genişleme miktarları aynıdır.