Galvenā atšķirība - gāze pret tvaiku
Gāzveida fāze ir viena no četrām visu vielu pamatfāzēm kopā ar cieto fāzi, šķidro fāzi un plazmu. Gāzes var skaidri atšķirt no cietās un šķidrās fāzes, jo atšķirībā no cietām vielām vai šķidrumiem atomi ir brīvā kustībā un ir izkliedēti ap konteineru. Gāze un tvaiki šķiet līdzīgi to caurspīdīguma dēļ, taču tās ir divas atšķirīgas fāzes, kurās var pastāvēt viela. Galvenā atšķirība starp gāzi un tvaiku ir tāda, ka gāze pastāv tikai vienā agregātstāvoklī, turpretim tvaiki var pastāvēt līdzās citam agregātstāvoklim.
Kas ir gāze?
Gāzi dabā var veidot no viena elementa vai atomu kombinācijas. Tomēr tā ir ļoti maza molekula. Piemēram, ja ņem vērā halogēna grupu periodiskajā tabulā, fluors un hlors pastāv kā gāzes, bet broms pastāv kā šķidrums un jods kā cieta viela. Tas ir tāpēc, ka atoma izmērs ir palielināts pa halogēna grupu, un lielas molekulas nevar iegūt brīvas kustības stāvokli starpmolekulāro mijiedarbību dēļ.
Gāze ir viela, kas pastāv tikai vienā stāvoklī, proti, gāzveida fāzē. To sauc par termodinamisko stāvokli. Termodinamiskais stāvoklis ir sistēmas stāvoklis, kas izskaidrots atbilstoši termodinamiskajiem parametriem, piemēram, temperatūrai, spiedienam utt. Gāze nav saskārusies ar fāzes izmaiņām, kas nozīmē, ka tā pastāv tikai kā gāze un tajā netiks veiktas fāzes izmaiņas, ja vien netiks noteikti īpaši apstākļi.. Tāpēc to sauc par vienfāzu vielu.
Šajā diagrammā parādītas gāzveida fāzes un tvaika fāzes relatīvās pozīcijas. Šeit tvaika fāze atrodas temperatūrā, kas ir zemāka par kritiskā punkta temperatūru. Gāzveida fāze atrodas virs kritiskā punkta.
Attēls 01: Gāzveida fāzes un tvaika fāzes relatīvās pozīcijas
Kas ir Vapor?
Tvaiku var definēt kā vielu, kas atrodas gāzveida fāzē un var pastāvēt līdzās šķidrajai fāzei. Šī definīcija izskatās nedaudz mulsinoša, taču šeit notiek tas, ka tvaiki ir līdzsvarā ar šķidrumu. Šis šķidrums satur tādas pašas molekulas kā tvaiki. Tvaiki veidojas no fāzes maiņas, un tie var atkal tikt mainīti. Tāpēc to sauc par daudzfāzu vielu. Tvaiki nav vielas stāvoklis kā gāze. Gāzes pāreja šķidrumā notiek kondensācijas rezultātā, kam seko šķidruma piliena veidošanās un tā augšana. Tvaiku līdzāspastāvēšana ar šķidro fāzi ir iespējama, jo tā vidējā temperatūra ir zem kritiskā punkta. Kritiskais punkts ir temperatūra un spiediens, kurā nevar atšķirt gāzi un šķidrumu. Virs kritiskā punkta var pastāvēt tikai gāzes; tādējādi gāze nevar pastāvēt līdzās šķidrumam. Piemēram, tvaiks ir ūdens tvaiks augstā temperatūrā, savukārt istabas temperatūrā tas ir šķidrums.
Labs tvaika un šķidruma līdzsvara piemērs normālos apstākļos ir līdzsvars starp etanolu un tā tvaikiem. Nākamajā diagrammā parādīts, kā šīs divas fāzes ir saistītas.
Attēls 02: etanola un ūdens tvaiku-šķidruma līdzsvara maisījums
Kāda ir atšķirība starp gāzi un tvaiku?
Gāze pret tvaiku |
|
| Gāze var pastāvēt tikai vienā termodinamiskajā fāzē. | Tvaiki var pastāvēt līdzās tā šķidrajai fāzei. |
| Fiziskais stāvoklis | |
| Gāze ir matērijas pamatstāvoklis. | Tvaiki ir īslaicīgs šķidruma vai cietas vielas maiņas stāvoklis. |
| Daba | |
| Visas gāzes nav tvaiki. | Visi tvaiki ir gāzes. |
| Properties | |
| Gāzes ir neredzamas. | Var būt redzami tvaiki. (Piemēram: ūdens tvaikus var redzēt kā mākoni.) |
| Fāzes maiņa | |
| Gāzei nav fāzes maiņas | Tvaikiem notiek fāzes maiņa. |
| Izcelsme | |
| Gāze dabā vienmēr ir gāze. | Tvaiki ir gāzes veids, kas veidojas no šķidruma vai cietas vielas. |
| Veidošanās | |
| Gāze neveidojas. | Tvaiki veidojas vārot vai iztvaicējot |
| Kritiskais punkts | |
| Gāzes temperatūra ir virs kritiskā punkta. | Tvaiku temperatūra ir zemāka par kritisko punktu, bet augstāka par konkrētā šķidruma vai cietas vielas viršanas temperatūru. |
| Ierobežošanās | |
| Gāzes nenosēžas uz zemes. | Tvaiki nosēžas uz zemes. |
Kopsavilkums - gāze pret tvaiku
Gāze atrodas virs kritiskā punkta, savukārt tvaiki atrodas zem kritiskā punkta. Neviena šķidrā fāze nevar pastāvēt virs kritiskā punkta. Tvaiki pastāv arī zem kritiskā punkta. Tāpēc galvenā atšķirība starp gāzi un tvaiku ir tāda, ka gāze pastāv tikai vienā agregātstāvoklī, turpretim tvaiki var pastāvēt līdzās citam agregātstāvoklim.
