2.气体 Gases

  1. 工人使用风镐清理地基

  2. 带有压缩空气罐的潜水员

  3. 潜艇起浮

  4. 织布车间的空调进风口

地球周围被一层稠密的大气包围着,人类和其他生物就生活在大气的海洋中。大气中含有 78%的氮气,21%的氧气,还有少量的惰性气体、二氧化碳和其他包括水蒸气在内的各种气体。其中氧气是人类赖以生存的重要气体,但也有一些气体对人类是有害的。

各种气体有不同的化学性质,但在可以压缩和受热膨胀等方面却具有基本相同的物理性质。研究和掌握气体的这些性质,就能使气体为人类服务。例如利用压缩空气来启闭车门、开挖隧道、使潜艇上浮(本章导图 3); 把天然气、煤气、石油气等各种气体燃料压缩后,可以方便地贮存和运输; 热机的气缸中作为工作物质的气体可以膨胀做功等等。同时,人们注意到由于工业的发展,特别近 10 年来,每年排放的二氧化碳多达 50 多亿吨, 大气中二氧化碳含量便急剧增加,加剧了温室效应,结果使平均气温升高, 这将影响乃至破坏原有的生态平衡,加快地表水分蒸发,扩大干旱地区, 影响农业生产和人们的正常生活。

气体和液体有许多相似的性质,如它们都没有一定的形状,都具有流动性,所以气体和液体通称为流体(fluid)。气体和液体一样,都会对跟它接触的物体表面产生压强。气体和液体也还有许多不同的性质。例如,一定质量的液体放在不同的容器中,它的形状虽然是随着容器而改变的,但体积是一定的(图 2—1)。而一定质量的气体,它既没有一定的形状,也没有一定的体积,不论容器的容积有多大,它都能充满整个容器。气体的体积总是等于盛放它的容器的容积,所以一定质量的气体放在不同容积的容器内,气体的密度是不同的(图 2-2)。

气体和液体在性质上的另一个区别,表现在它们的可压缩性上。液体几乎是不可压缩的,而气体是很容易被压缩的。