Gaz

Gaz

Caractéristiques des matières à l’état gazeux

Le gaz est composé d’atomes ou de molécules peu liés entre eux et indépendants.
Contrairement aux solides et aux liquides, il n’a pas de forme ni de volume défini.
Il est capable de se dilater pour remplir son contenant.
Il a également une température proportionnelle à la vitesse des particules, qui accélère avec l’augmentation de la chaleur.

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Le gaz : étymologie, généralités et thermodynamique.

Les gaz exercent une pression sur les parois de leur contenant. Celle-ci est déterminée par la force des collisions des particules de gaz contre les parois. De même, ils ont une densité plus faible que celle des liquides et les solides, en raison de la grande distance entre leurs particules. Ils sont compressibles, se mélangent facilement et se dispersent rapidement dans l’air. Ces propriétés physiques sont étroitement liées aux lois de la thermodynamique. Elles permettent de comprendre le comportement des gaz dans différentes situations.

Étymologie du gaz

Le terme “gaz” a été inventé par le chimiste flamand Jean-Baptiste Van Helmont au début du XVIIe siècle. Il a choisi le mot “gas”, qui était proche de “chaos” en néerlandais, pour souligner le caractère diffus et chaotique des entités gazeuses occupant l’espace. Les Français ont rapidement adopté ce terme, en l’écrivant avec un “z” plutôt qu’un “s”. Au fil du temps, “gaz” a pris son sens actuel, désignant une substance à l’état gazeux.

Généralités du gaz

Les gaz sont miscibles entre eux, ce qui signifie qu’ils peuvent être mélangés ensemble. On utilise le terme “mixage” pour décrire l’action de mélanger les gaz et “mélange gazeux” pour décrire l’état mélangé. L’air sec épuré de son dioxyde de carbone est, par exemple, un mélange composé d’argon (1 %), de dioxygène (21 %) et de diazote (78 %).

Selon la loi de Henry, les gaz peuvent également se dissoudre dans l’eau ou dans d’autres liquides, comme le sang. Si les gaz dissous dans le sang sont libérés rapidement lors d’une plongée sous-marine, cela peut entraîner des embolies gazeuses. Les gaz inertes, tels que l’azote, sont généralement remplacés par de l’hélium ou de l’hydrogène afin d’éviter ce problème.

D’ailleurs, il est possible qu’un gaz se dissolve faiblement dans un métal par le biais de l’adsorption ou de la désorption. La réaction de combustion des gaz oxydables revêt une grande importance dans le domaine de la chimie et dans la vie quotidienne.

Gaz et thermodynamique

Les gaz sont sujets à des changements d’état, également connus sous le nom de transitions de phase. Lorsque certains solides passent directement à l’état gazeux sans passer par l’état liquide, le processus est appelé sublimation. Un exemple courant de celui-ci est le dioxyde de carbone CO₂, qui peut se sublimer en neige carbonique. Le processus opposé de la sublimation est la condensation solide ou la sublimation inverse.

En revanche, lorsque les liquides se transforment en gaz, la procédure est appelée “vaporisation”. Elle peut se produire soit par évaporation lente, soit par ébullition rapide. La transformation inverse, lorsque les gaz se liquéfient, est appelée “liquéfaction”.

Le gaz se caractérise par quelques propriétés chimiques qui influent sur sa réactivité, sa combustibilité, sa toxicité et son acidité. D’abord, il est susceptible de réagir avec d’autres gaz, des liquides ou des solides en libérant de l’énergie ou en formant de nouveaux produits chimiques. Ensuite, il peut être combustible. Cette caractéristique lui permet de réagir avec l’oxygène pour produire de la chaleur, de la lumière et de nouveaux produits chimiques. Tel est notamment le cas du méthane, un gaz combustible utilisé pour la production d’énergie. D’ailleurs, certains gaz peuvent être toxiques ou mortels pour les humains et les animaux. Par exemple, le monoxyde de carbone est un gaz toxique produit par la combustion incomplète de carburants fossiles. Enfin, certains gaz peuvent être acides et réagir avec des substances alcalines pour former des sels. Par exemple, le dioxyde de soufre est un gaz acide produit par les combustibles fossiles. Il est susceptible de causer des pluies acides.

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