Βασική διαφορά – Αέριο έναντι ατμού
Η αέρια φάση είναι μία από τις τέσσερις θεμελιώδεις φάσεις όλης της ύλης μαζί με τη στερεά φάση, την υγρή φάση και το πλάσμα. Τα αέρια μπορούν να διακριθούν σαφώς από τις στερεές και υγρές φάσεις επειδή, σε αντίθεση με τα στερεά ή τα υγρά, τα άτομα βρίσκονται σε ελεύθερη κίνηση και απλώνονται γύρω από ένα δοχείο. Το αέριο και ο ατμός φαίνονται και τα δύο παρόμοια λόγω της διαφάνειάς τους, αλλά είναι δύο διακριτές φάσεις που μπορεί να υπάρξει η ύλη. Η βασική διαφορά μεταξύ αερίου και ατμού είναι ότι το αέριο υπάρχει μόνο σε μια φυσική κατάσταση ενώ ο ατμός μπορεί να συνυπάρχει με μια άλλη φυσική κατάσταση.
Τι είναι το φυσικό αέριο;
Το αέριο στη φύση μπορεί να κατασκευαστεί από ένα μόνο στοιχείο ή από συνδυασμό ατόμων. Ωστόσο, είναι ένα πολύ μικρό μόριο. Για παράδειγμα, εάν ληφθεί υπόψη η ομάδα αλογόνου στον περιοδικό πίνακα, το φθόριο και το χλώριο υπάρχουν ως αέρια ενώ το βρώμιο υπάρχει ως υγρό και το ιώδιο ως στερεό. Αυτό συμβαίνει επειδή το μέγεθος του ατόμου αυξάνεται κάτω από την ομάδα αλογόνου και τα μεγάλα μόρια δεν μπορούν να αποκτήσουν κατάσταση ελεύθερης κίνησης λόγω των διαμοριακών αλληλεπιδράσεων.
Το αέριο είναι μια ουσία που υπάρχει μόνο σε μία κατάσταση, η οποία είναι η αέρια φάση. Αυτό ονομάζεται θερμοδυναμική κατάσταση. Θερμοδυναμική κατάσταση είναι η κατάσταση ενός συστήματος που εξηγείται σύμφωνα με τις θερμοδυναμικές παραμέτρους όπως η θερμοκρασία, η πίεση κ.λπ.. Επομένως, ονομάζεται μονοφασική ουσία.
Το ακόλουθο διάγραμμα δείχνει τις σχετικές θέσεις της αέριας φάσης και της φάσης ατμού. Εδώ, η φάση ατμού βρίσκεται σε χαμηλότερη θερμοκρασία από τη θερμοκρασία του κρίσιμου σημείου. Η αέρια φάση βρίσκεται πάνω από το κρίσιμο σημείο.
Εικόνα 01: Σχετικές θέσεις αέριας φάσης και φάσης ατμού
Τι είναι το Vapor;
Ο ατμός μπορεί να οριστεί ως μια ουσία που βρίσκεται στην αέρια φάση και μπορεί να συνυπάρχει με μια υγρή φάση. Αυτός ο ορισμός φαίνεται λίγο μπερδεμένος, αλλά αυτό που συμβαίνει εδώ είναι ότι ο ατμός βρίσκεται σε ισορροπία με ένα υγρό. Αυτό το υγρό περιέχει τα ίδια μόρια με τον ατμό. Ο ατμός σχηματίζεται από μια αλλαγή φάσης και μπορεί να υποβληθεί ξανά σε αλλαγή φάσης. Ως εκ τούτου, ονομάζεται ως πολυφασική ουσία. Ο ατμός δεν είναι μια κατάσταση της ύλης όπως είναι το αέριο. Η μετάβαση ενός αερίου σε υγρό συμβαίνει με συμπύκνωση που ακολουθείται από σχηματισμό σταγόνας υγρού και ανάπτυξή του. Η συνύπαρξη του ατμού με την υγρή του φάση είναι δυνατή γιατί η μέση θερμοκρασία του είναι κάτω από το κρίσιμο σημείο. Το κρίσιμο σημείο είναι η θερμοκρασία και η πίεση στην οποία δεν μπορούν να διακριθούν ένα αέριο και ένα υγρό. Μόνο αέρια μπορούν να υπάρχουν πάνω από το κρίσιμο σημείο. Έτσι, ένα αέριο δεν μπορεί να συνυπάρχει με ένα υγρό. Για παράδειγμα, ο ατμός είναι υδρατμός σε υψηλή θερμοκρασία ενώ σε θερμοκρασία δωματίου είναι υγρό.
Ένα καλό παράδειγμα για την ισορροπία ατμού-υγρού σε κανονικές συνθήκες είναι η ισορροπία μεταξύ της αιθανόλης και των ατμών της. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει πώς σχετίζονται αυτές οι δύο φάσεις.
Εικόνα 02: Μίγμα ισορροπίας ατμού-υγρού αιθανόλης και νερού
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ αερίου και ατμού;
Gas vs Vapor |
|
| Ένα αέριο μπορεί να υπάρχει μόνο σε μία θερμοδυναμική φάση. | Ο ατμός μπορεί να συνυπάρχει με την υγρή του φάση. |
| Φυσική κατάσταση | |
| Το αέριο είναι μια θεμελιώδης κατάσταση της ύλης. | Ο ατμός είναι μια προσωρινή κατάσταση αλλαγής ενός υγρού ή ενός στερεού. |
| Φύση | |
| Όλα τα αέρια δεν είναι ατμοί. | Όλοι οι ατμοί είναι αέρια. |
| Ιδιότητες | |
| Τα αέρια είναι αόρατα. | Μπορεί να είναι ορατός ατμός. (Π.χ.: ο υδρατμός μπορεί να φανεί ως σύννεφο.) |
| Αλλαγή φάσης | |
| Το αέριο δεν αντιμετωπίζει αλλαγή φάσης | Ο ατμός βιώνει αλλαγή φάσης. |
| Origin | |
| Το αέριο είναι πάντα ένα αέριο στη φύση. | Ο ατμός είναι ένας τύπος αερίου που σχηματίζεται είτε από υγρό είτε από στερεό. |
| Σχηματισμός | |
| Δεν σχηματίζεται αέριο. | Ο ατμός σχηματίζεται είτε με βρασμό είτε με εξάτμιση |
| Κρίσιμο Σημείο | |
| Η θερμοκρασία ενός αερίου είναι πάνω από το κρίσιμο σημείο. | Η θερμοκρασία ενός ατμού είναι κάτω από το κρίσιμο σημείο αλλά πάνω από το σημείο βρασμού του συγκεκριμένου υγρού ή στερεού. |
| Setting Down | |
| Τα αέρια δεν κατακάθονται στο έδαφος. | Οι ατμοί κατακάθονται στο έδαφος. |
Σύνοψη – Αέριο έναντι ατμού
Το αέριο βρίσκεται πάνω από το κρίσιμο σημείο ενώ ο ατμός βρίσκεται κάτω από το κρίσιμο σημείο. Δεν μπορεί να υπάρχει υγρή φάση πάνω από το κρίσιμο σημείο. Ο ατμός υπάρχει και κάτω από το κρίσιμο σημείο. Επομένως, η κύρια διαφορά μεταξύ αερίου και ατμού είναι ότι το αέριο υπάρχει μόνο σε μια φυσική κατάσταση ενώ ο ατμός μπορεί να συνυπάρχει με μια άλλη φυσική κατάσταση.
