Kluczowa różnica – gaz kontra para
Faza gazowa jest jedną z czterech podstawowych faz całej materii wraz z fazą stałą, fazą ciekłą i plazmą. Gazy można wyraźnie odróżnić od fazy stałej i ciekłej, ponieważ w przeciwieństwie do ciał stałych lub cieczy atomy poruszają się swobodnie i są rozrzucone po całym pojemniku. Gaz i para wydają się podobne ze względu na swoją przezroczystość, ale są to dwie odrębne fazy, w których materia może istnieć. Kluczową różnicą między gazem a parą jest to, że gaz istnieje tylko w jednym stanie fizycznym, podczas gdy para może współistnieć z innym stanem fizycznym.
Co to jest gaz?
Gaz w przyrodzie może składać się z pojedynczego pierwiastka lub kombinacji atomów. Jest to jednak bardzo mała cząsteczka. Na przykład, jeśli weźmiemy pod uwagę grupę halogenów w układzie okresowym, fluor i chlor występują jako gazy, podczas gdy brom występuje jako ciecz, a jod jako ciało stałe. Dzieje się tak, ponieważ rozmiar atomu zwiększa się w dół grupy halogenów, a duże cząsteczki nie mogą uzyskać stanu swobodnego ruchu z powodu oddziaływań międzycząsteczkowych.
Gaz to substancja, która istnieje tylko w jednym stanie, którym jest faza gazowa. Nazywa się to stanem termodynamicznym. Stan termodynamiczny to stan układu wyjaśniony zgodnie z parametrami termodynamicznymi, takimi jak temperatura, ciśnienie itp. Gaz nie przeszedł przemiany fazowej, co oznacza, że istnieje tylko jako gaz i nie ulegnie zmianom fazowym, chyba że zostaną podane specjalne warunki. Dlatego nazywana jest substancją jednofazową.
Poniższy diagram pokazuje względne pozycje fazy gazowej i fazy gazowej. Tutaj faza pary znajduje się w niższej temperaturze niż temperatura punktu krytycznego. Faza gazowa leży powyżej punktu krytycznego.
Rysunek 01: Względne pozycje fazy gazowej i fazy gazowej
Co to jest para?
Pary można zdefiniować jako substancję, która znajduje się w fazie gazowej i może współistnieć z fazą ciekłą. Ta definicja wydaje się nieco myląca, ale to, co się tutaj dzieje, to fakt, że para jest w równowadze z cieczą. Ten płyn zawiera te same cząsteczki co para. Para powstaje w wyniku przemiany fazowej i może ponownie przejść przemianę fazową. Dlatego jest nazywany substancją wielofazową. Para nie jest stanem skupienia jak gaz. Przejście gazu w ciecz następuje poprzez kondensację, po której następuje wytworzenie kropli cieczy i jej wzrost. Współistnienie pary z jej fazą ciekłą jest możliwe, ponieważ jej średnia temperatura jest poniżej punktu krytycznego. Punktem krytycznym jest temperatura i ciśnienie, przy których nie można odróżnić gazu od cieczy. Tylko gazy mogą istnieć powyżej punktu krytycznego; zatem gaz nie może współistnieć z cieczą. Na przykład para jest parą wodną w wysokiej temperaturze, podczas gdy w temperaturze pokojowej jest cieczą.
Dobrym przykładem równowagi para-ciecz w normalnych warunkach jest równowaga między etanolem a jego parą. Poniższy diagram pokazuje, w jaki sposób te dwie fazy są powiązane.
Rysunek 02: Mieszanina równowagi pary i cieczy etanolu i wody
Jaka jest różnica między gazem a parą?
Gaz kontra para |
|
| Gaz może istnieć tylko w jednej fazie termodynamicznej. | Pary mogą współistnieć z fazą ciekłą. |
| Stan fizyczny | |
| Gaz jest podstawowym stanem materii. | Para jest chwilowym stanem zmiany cieczy lub ciała stałego. |
| Natura | |
| Wszystkie gazy nie są oparami. | Wszystkie opary są gazami. |
| Właściwości | |
| Gazy są niewidoczne. | Pary mogą być widoczne. (Np. para wodna może być postrzegana jako chmura.) |
| Zmiana fazy | |
| Gaz nie podlega zmianie fazy | Vapor doświadcza zmiany fazy. |
| Pochodzenie | |
| Gaz jest zawsze gazem z natury. | Pary to rodzaj gazu utworzonego z cieczy lub ciała stałego. |
| Formacja | |
| Gaz nie powstaje. | Pary powstają przez gotowanie lub odparowywanie |
| Punkt krytyczny | |
| Temperatura gazu jest powyżej punktu krytycznego. | Temperatura pary jest poniżej punktu krytycznego, ale powyżej temperatury wrzenia określonej cieczy lub ciała stałego. |
| Ustabilizowanie | |
| Gazy nie osiadają na ziemi. | Pary osiadają na ziemi. |
Podsumowanie – Gaz kontra para
Gaz znajduje się powyżej punktu krytycznego, podczas gdy para znajduje się poniżej punktu krytycznego. Żadna faza ciekła nie może istnieć powyżej punktu krytycznego. Para występuje również poniżej punktu krytycznego. Dlatego główna różnica między gazem a parą polega na tym, że gaz istnieje tylko w jednym stanie fizycznym, podczas gdy para może współistnieć z innym stanem fizycznym.
