气体和液体的区别

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介绍

气体需要密封容器来容纳其分子。特别是与液体和固体中的分子相比，它们的分子吸引力极其微弱。这些分子持续地、随机地、并且在各个方向上运动。

物质的四种状态是液体、固体、气体和等离子体。虽然液体没有特定的形状，但它们具有确定的体积。没有容器，它们无法储存。其核心细胞吸引力模拟布朗细胞的运动。在不同层次之间，液体始终处于流动状态。气体分子无法处于特定位置。

什么是气体？

在气体中，物质可以自由地向各个方向扩散。无论有多少气体，物质都会占据所有可用空间。因为气体具有任意体积，它们占据所有可用空间。气体具有相对较弱的分子间力，这使得物质很容易流动。气体粒子的排列在大小和形状方面是未定义的。必须记住，气态物质没有确定的体积或结构。气体充满容器的整个体积。此外，气体具有很高的可压缩性，并被认为对容器壁施加有限的压力。

我，Sharayanan，气体动理论，CC BY-SA 3.0

气体的物理特性

• 气体拥有大量的动能。

• 气体粒子之间几乎没有分子间相互作用。

• 气体采用其周围环境的形状和体积。

• 气体粒子在各个方向上都施加压力。

• 与其他物质状态（如固体和液体）相比，气体的密度较低。

• 粒子具有大量的动能，并且彼此之间吸引力很小，因此它们之间有大量未占据的空间。

• 它们很容易被压缩。

• 为了充满它们的容器，它们会膨胀。

• 它们比液体或固体占据的空间大得多。

什么是液体？

当物质处于液相时，它具有固定的体积，但没有确定的形状。当液体放入容器中时，它会适应容器的形状。液体中粒子的分子间力大于气体粒子之间的分子间力。由于表面张力，液体的表面积总是最小化的。由于分子间的相互作用很小，液体流动是因为分子可以彼此移动。分子间力是指相邻分子之间存在的力。在分子水平上，液体表现出气体和固体的某些特性。流动性是指液体和气体分子由于分子间相互作用而能够移动的能力。在气态和液态中，物质缺乏刚性形状，而是采用其所盛放模具的形状。

José Manuel Suárez, 水滴 001, CC BY 2.0

液体的物理特性

• 虽然液体具有固定的体积，但它们的形状不固定。

• 在正常情况下，液体的沸点超过 273K。

• 它们分子之间的空间较小。

• 与气体相比，液体较难压缩。液体中的分子彼此非常接近。

• 液体自然地从高处流向低处。

气体和液体的主要区别

液体	气体
液体自由流动，没有确定的形状，但具有确定的体积。	气体是一种物质形态，它没有确定的形状，而是采用它所放置的容器的形状。
它们具有较低的动能。	它们具有较高的动能。
液体不易压缩。	气体易于压缩。
没有确定的形状，但有体积。	它们没有确定的形状或体积。
与气体相比，分子排列较紧密，且较为有序。	它们的分子排列较无序，且分布较为随机。
它们分子之间的空间较小。	这些分子间间隙较大。
这些从较高水平向下移动。	它们向各个方向移动。
这些分子间力中等。	它们具有最低的分子间吸引力。

结论

可以得出结论，由于气体分子结构较不紧密，吸引力较小，因此更容易压缩。然而，在液体中，细胞排列更紧密。由于分子具有比气体更大的万有引力，因此这种吸引力不容易被压缩。液体没有固定的形状或体积，可以采取任何形状。它们采取容器的形状，并且有一定的可压缩性。气体不占据确定的体积，也没有确定的形状。气体很容易压缩，并采取其所盛放容器的形状。气体必须保存在密封良好的容器中。然而，液体在预期用途的情况下需要容器。

常见问题

1. 为什么$\mathrm{CO_{2}}$是气体而$\mathrm{SiO_{2}}$是固体？

二氧化碳的线性结构由碳和氧元素之间的两个双键构成。它是一个非极性的小分子，其组分之间只有弱的相互作用。因此它是气体。二氧化硅不是由小分子构成的。它是由无限数量的硅原子组成的，每个硅原子与四个不同的氧原子键合（每个氧原子被两个硅原子共享）。因此，形成了坚固的耐火固体。

2. 我们吸入的气体的成分是什么？

我们吸入的空气除了氧气外还包含其他多种分子！空气中的氧气含量约为 21%。你吸入的气体约 78% 是氮气。其他气体如氩气、二氧化碳和甲烷也存在，但含量极少。

3. 什么是理想气体？

理想气体是指分子间没有吸引力，并且原子或分子之间所有碰撞都是完全弹性的气体。它可以被认为是一组完美的球形粒子，它们发生碰撞但不相互作用。

4. 什么是液氮？

在低温下呈液态的氮气被称为液氮。液氮的沸点约为 -195.8 °C（-320 °F；77 K）。它的工业生产涉及液态空气的分馏。它是一种粘度低的无色液体，常被用作冷却剂。

5. 什么是查理定律？

1787 年，法国科学家雅克·查理发现，所有气体，如氮气、氧气、二氧化碳和氢气，在相同的 80K 范围内膨胀程度相同。他指出，对于相同压力的理想气体，体积和温度成正比，这意味着在相同压力下，温度升高，体积也升高。