تفاوت کلیدی – گاز در مقابل بخار
فاز گازی یکی از چهار فاز اساسی همه مواد به همراه فاز جامد، فاز مایع و پلاسما است. گازها را می توان به وضوح از فازهای جامد و مایع تشخیص داد زیرا بر خلاف جامدات یا مایعات، اتم ها در حرکت آزاد هستند و در اطراف یک ظرف پخش می شوند. گاز و بخار هر دو به دلیل شفافیت مشابه به نظر می رسند، اما دو فاز مجزا هستند که ماده می تواند وجود داشته باشد. تفاوت اصلی بین گاز و بخار این است که گاز فقط در یک حالت فیزیکی وجود دارد در حالی که بخار می تواند با یک حالت فیزیکی دیگر همزیستی کند.
گاز چیست؟
گاز در طبیعت می تواند از یک عنصر یا ترکیبی از اتم ها ساخته شود.با این حال، این یک مولکول بسیار کوچک است. به عنوان مثال، اگر گروه هالوژن در جدول تناوبی در نظر گرفته شود، فلوئور و کلر به عنوان گاز وجود دارد در حالی که برم به صورت مایع و ید به صورت جامد وجود دارد. این به این دلیل است که اندازه اتم در گروه هالوژن افزایش می یابد و مولکول های بزرگ به دلیل برهمکنش های بین مولکولی نمی توانند حالت حرکت آزاد را به دست آورند.
گاز ماده ای است که فقط در یک حالت وجود دارد که فاز گازی است. این حالت ترمودینامیکی نامیده می شود. حالت ترمودینامیکی وضعیت یک سیستم است که با توجه به پارامترهای ترمودینامیکی مانند دما، فشار و غیره توضیح داده شده است.. بنابراین به آن ماده تک فازی می گویند.
نمودار زیر موقعیت نسبی فاز گازی و فاز بخار را نشان می دهد. در اینجا فاز بخار در دمای پایین تری نسبت به دمای نقطه بحرانی قرار دارد. فاز گازی بالاتر از نقطه بحرانی قرار دارد.
شکل 01: موقعیت های نسبی فاز گازی و فاز بخار
بخار چیست؟
بخار را می توان به عنوان ماده ای تعریف کرد که در فاز گازی است و می تواند با فاز مایع همزیستی کند. این تعریف کمی گیج کننده به نظر می رسد، اما آنچه در اینجا اتفاق می افتد این است که بخار با یک مایع در تعادل است. این مایع حاوی همان مولکول های بخار است. بخار از تغییر فاز تشکیل می‌شود و می‌تواند دوباره دچار تغییر فاز شود. بنابراین از آن به عنوان یک ماده چند فازی نام برده می شود. بخار مانند گاز حالتی از ماده نیست. انتقال گاز به مایع با تراکم و به دنبال آن تشکیل یک قطره مایع و رشد آن اتفاق می افتد. همزیستی بخار با فاز مایع آن امکان پذیر است زیرا میانگین دمای آن کمتر از نقطه بحرانی است. نقطه بحرانی دما و فشاری است که در آن گاز و مایع را نمی توان تشخیص داد.فقط گازها می توانند بالاتر از نقطه بحرانی وجود داشته باشند. بنابراین، یک گاز نمی تواند با یک مایع همزیستی کند. به عنوان مثال، بخار در دمای بالا بخار آب است در حالی که در دمای اتاق مایع است.
یک مثال خوب برای تعادل بخار-مایع در شرایط عادی، تعادل بین اتانول و بخار آن است. نمودار زیر نحوه ارتباط این دو فاز را نشان می دهد.
شکل 02: مخلوط تعادلی بخار-مایع اتانول و آب
تفاوت بین گاز و بخار چیست؟
گاز در مقابل بخار |
|
| یک گاز فقط در یک فاز ترمودینامیکی می تواند وجود داشته باشد. | بخار می تواند با فاز مایع خود همزیستی کند. |
| حالت فیزیکی | |
| گاز حالت بنیادی ماده است. | بخار حالت موقت تغییر مایع یا جامد است. |
| طبیعت | |
| همه گازها بخار نیستند. | همه بخارات گاز هستند. |
| خواص | |
| گازها نامرئی هستند. | بخار ممکن است قابل مشاهده باشد. (مثلاً: بخار آب را می توان به صورت ابر مشاهده کرد.) |
| تغییر فاز | |
| گاز با تغییر فاز مواجه نمی شود | بخار تغییر فاز را تجربه می کند. |
| منشا | |
| گاز همیشه یک گاز در طبیعت است. | بخار نوعی گاز است که از مایع یا جامد تشکیل می شود. |
| تشکیل | |
| گاز تشکیل نمی شود. | بخار یا از جوشاندن یا تبخیر تشکیل می شود |
| نقطه بحرانی | |
| دمای گاز بالاتر از نقطه بحرانی است. | دمای بخار کمتر از نقطه بحرانی اما بالاتر از نقطه جوش مایع یا جامد خاص است. |
| قرار گرفتن | |
| گازها روی زمین نمی نشینند. | بخارها روی زمین می نشینند. |
خلاصه - گاز در مقابل بخار
گاز در بالای نقطه بحرانی قرار دارد در حالی که بخار در زیر نقطه بحرانی قرار دارد.هیچ فاز مایعی نمی تواند بالاتر از نقطه بحرانی وجود داشته باشد. بخار در زیر نقطه بحرانی نیز وجود دارد. بنابراین، تفاوت اصلی بین گاز و بخار این است که گاز فقط در یک حالت فیزیکی وجود دارد در حالی که بخار می تواند با یک حالت فیزیکی دیگر همزیستی کند.
