Газ

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Газ (рос. газ; англ. gas; нім. Gas n, Erdgas n) –

Аґреґатний стан речовини при температурі, вищій за критичну, для якого характерні великі відстані між частинками, порівняно з твердим і рідинним станами, мала міжмолекулярна взаємодія між ними, невпорядкованість, а середня кінетична енергія руху молекул набагато більша за енергію взаємодії між ними.
Речовина, здатна вільно поширюватися в усьому доступному для неї просторі, рівномірно заповнюючи його.

[ред.] Вільний газ

Вільний газ (рос. газ свободный; англ. free gas; нім. freies Gas n) – газові компоненти, в яких частинки газу (молекули, атоми) рухаються вільно, рівномірно заповнюючи за відсутності зовнішніх сил увесь наданий їм об’єм у пористих та тріщинуватих гірських породах, у повітряній атмосфері Землі.

В.г. може знаходитися над нафтою в нафтовому пласті або в будь-якому резервуарі над рідиною (водою, нафтою і т.п.) в рівновазі з тим же газом у розчиненому стані. В.г. може виділятися із вугільних пластів у шахтах і створювати небезпеку в разі недотримання правил техніки безпеки. В.г. може переходити у зв’язаний (сорбований) стан і навпаки, він може виділятися у вигляді струменів із природних вихо-дів на поверхню Землі, викидатись під великим тиском із жерла вулкана під час виверження тощо.

За умовами знаходження в природі розрізняють В.г. атмосфери та В.г. літосфери; за формами прояву – газогенний, газоакумулятивний (газове скупчення), циркуляційний (повітряний), змішаний; за хімічним складом: вуглеводневий, вуглекислотний, азотний, сірководне-вий, гелієвий тощо.

Кожний з цих типів зустрічається в природі як у чистому вигляді, так і в різних сумішах. Великі скупчення В.г., що мають промислову цінність, утворюються в літосфері.

За хімічним складом В.г. літосфери:

суміш вуглеводнів від СН₄ до С₅Н₁₂,
азоту (N₂),
вуглекислого газу (СО₂),
сірководню (Н₂S),
водню (Н₂),
гелію (Не),
оксиду вуглецю (СО),
аргону (Аr),
пари ртуті (Нg) тощо.

В.г. вуглеводневого типу, в якому переважає метан при порівняно невисокому вмісті (0,1%) важких вуглеводнів, відносяться до сухих, пісних газів. При вмісті гомологів метану від 1 до 5% В.г. називаєт-ся напівсухим.

В.г., що характеризується підвищеним вмістом гомологів метану (25% та більше), відносять до жирних газів. Чим вищі тиск і температура, тим більша кількість вуглеводнів міститься у В.г. Під час розробки покладів В.г. можливе виділення (випадання) рідких ву-глеводнів (конденсату) в пласті.

[ред.] Ідеальний газ

Ідеальний газ (рос. идеальный газ; англ. ideal gas, нім. ideales Gas n) - це газ, в якому молекули можна вважати матеріальними точками, а силами притягання й відштовхування між молекулами можна знехтувати. У природі такого газу не існує, але близькими за властивостями до ідеального газу є реальні розріджені гази, тиск в яких не перевищує 200 атмосфер і які перебувають при не дуже низькій температурі, оскільки за таких умов відстань між молекулами набагато перевищує їх розміри.

Розрізняють три типи ідеального газу:

Класичний ідеальний газ або газ Максвела-Больцмана.
Ідеальний квантовий газ Бозе (складається з бозонів).
Ідеальний квантовий газ Фермі (складається з ферміонів).

Термодинамічні властивості ідеального газу можна описати наступними двома рівняннями:

Стан класичного ідеального газу описується рівнянням стану ідеального газу:

$PV = nRT = NkT\,$

Внутрішня енергія ідеального газу описується наступним рівнянням:

$U = \hat{c}_V nRT = \hat{c}_V NkT$

де $\hat{c}_V$ є константою (рівною, наприклад, 3/2 для одноатомного газу) і

U - внутрішня енергія (вим. у джоулях)
P - тиск (паскаль)
V - об'єм (метр кубічний)
n - кількість речовини (моль)
R - універсальна газова стала (джоуль на моль на градус Кельвіна)
T - абсолютна температура (градуси Кельвіна)
N - кількість молекул
k - стала Больцмана (джоуль на градус Кельвіна на молекулу)

[ред.] Насичений і ненасичений газ

Насичений газ (рос. газ насыщенный; англ. saturated gas; нім. gesättigtes Gas n) – вологий газ, в якого парціальний тиск пари дорівнює тиску насичення при заданій температурі. Протилежне - ненасичений газ.

Ненасичений газ (рос. газ ненасыщенный; англ. unsaturated gas; нім. ungesättigtes Gas) – вологий газ, в якого парціальний тиск пари є меншим тиску насичення при заданій температурі.

Протилежне - насичений газ.