สรุป “แก๊สเเละสมบัติของแก๊ส” ที่ควรรู้!

     “แก๊สเเละสมบัติของแก๊ส” คืออะไร? บทความนี้ พี่TUTOR VIP สรุปรวมไว้ให้แล้ว ตามไปอ่านพร้อมกันเลย!

แก๊ส คืออะไร?

    แก๊ส (Gas) คือ สถานะของสารที่ไม่มีรูปร่างและปริมาตรที่แน่นอน มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลน้อย ทำให้เกิดการฟุ้งกระจาย โดยปริมาตรของแก๊สจะเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิและความดัน และจะแปรผกผันกับความดันที่มากระทำ ตัวอย่างของแก๊ส เช่น ออกซิเจน (O2), ไนโตรเจน (N2)  เป็นต้น

    แก๊ส แบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่

1. แก๊สอุดมคติ (Ideal gas) หรือเรียกว่าแก๊สสมบูรณ์ หรือแก๊สสมมติ
2. แก๊สจริง (Real gas)

สมบัติของแก๊ส คืออะไร?

     แก๊สมีสมบัติพิเศษที่แตกต่างจากสถานะอื่น ๆ (สถานะของแข็ง และสถานะของเหลว) ดังนี้

1. แก๊สมีรูปร่างเป็นปริมาตรไม่แน่นอน: เปลี่ยนแปลงไปตามภาชนะที่บรรจุ บรรจุในภาชนะใดก็ จะมีรูปร่างและปริมาตรตามภาชนะนั้น เช่น ถ้าบรรจุในภาชนะทรงกลมขนาด 1 ลิตร แก๊สจะมีรูปร่างเป็นทรงกลม มีปริมาตร 1 ลิตร เพราะแก๊สมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาค (โมเลกุลหรืออะตอม) น้อยมาก จึงทำให้อนุภาคของแก๊สสามารถเคลื่อนที่ได้ หรือแพร่กระจายเต็มภาชนะที่บรรจุ 
2. การเคลื่อนที่ของโมเลกุล: โมเลกุลของแก๊สเคลื่อนที่อย่างอิสระและรวดเร็วในทุกทิศทาง
3. แรงดัน: แรงดันของแก๊สเกิดจากการชนของโมเลกุลแก๊สกับผนังของภาชนะ
4. ความหนาแน่นต่ำ: แก๊สมีความหนาแน่นต่ำเมื่อเทียบกับของแข็งและของเหลว
5. การเปลี่ยนแปลงปริมาตรตามอุณหภูมิและความดัน: ปริมาตรของแก๊สจะแปรผกผันกับความดันและแปรผันตรงกับอุณหภูมิ
6. สามารถผสมกันได้: แก๊สต่างๆ ตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไปเมื่อนำมาใส่ในภาชนะเดียวกันแก๊สแต่ละชนิดจะแพร่ผสมกันอย่างสมบูรณ์ทุกส่วนนั้นคือส่วนผสมของแก๊สเป็นสารเดียวหรือเป็นสารละลาย

แก๊สอุดมคติ คืออะไร?

    แก๊สอุดมคติ (Ideal Gas) คือ แก๊สที่ไม่มีอยู่จริง และถูกใช้ในทางวิทยาศาสตร์เพื่ออธิบายสมบัติต่าง ๆ ของแก๊ส โดยกำหนดให้แก๊สอุดมคติมีพฤติกรรมเป็นไปตามทฤษฎีจลน์ของแก๊ส (Kinetic Theory of Gases) ไม่ว่าจะอยู่ในสภาพแวดล้อมใด ซึ่งโดยปกติแล้วพฤติกรรมของแก๊สในธรรมชาติไม่สามารถเป็นไปตามกฎดังกล่าวได้ทุกข้อ 

คุณสมบัติของแก๊สอุดมคติจากทฤษฎีจลน์ของแก๊ส

1. แก๊สอุดมคติประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กจำนวนมาก ซึ่งมีมวลใกล้เคียงหรือเทียบเท่ากับ 0 เมื่อนำไปเปรียบเทียบกับขนาดของภาชนะที่ใช้บรรจุ ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าหลายเท่า แก๊สอุดมคติจึงได้รับการอนุมานว่า “มีปริมาตรเป็นศูนย์”
2. แก๊สอุดมคติประกอบด้วยอนุภาคหรือโมเลกุลขนาดเล็กที่สามารถฟุ้งกระจายไปทั่ว จึงมีระยะห่างระหว่างโมเลกุลมากกว่าสสารในสถานะของเหลวหรือของแข็ง ซึ่งส่งผลให้เกิดแรงดึงดูดและแรงผลักระหว่างโมเลกุลต่ำ จนได้รับการอนุมานว่า “ไม่มีแรงดึงดูดหรือแรงกระทำต่อกัน” เกิดขึ้นระหว่างอนุภาคหรือโมเลกุลของสาร
3. การชนกันของอนุภาคในแก๊สอุดมคติ เรียกว่า “การชนกันแบบยืดหยุ่นสมบูรณ์” (Perfectly Elastic Collision) ซึ่งหมายถึงการชนกัน โดยไม่เกิดการสูญเสียพลังงานจลน์รวมไปในพลังงานรูปแบบอื่น ๆ เช่น พลังงานความร้อน
4. โมเลกุลของแก๊สอุดมคติมีการเคลื่อนที่อย่างอิสระในแนวเส้นตรงด้วยอัตราเร็วคงที่ ส่งผลให้การเปลี่ยนแปลงทิศทางหรืออัตราเร็วสามารถเกิดขึ้นได้ เมื่อโมเลกุลของแก๊สเกิดการชนกันเองหรือเมื่อเกิดการพุ่งไปกระทบผนังของภาชนะที่บรรจุ ซึ่งก่อให้เกิดการถ่ายโอนพลังงานให้แก่กัน ในขณะที่พลังงานรวมของระบบยังคงมีค่าเท่าเดิม
5. พลังงานจลน์เฉลี่ยของแก๊ส (Mean Kinetic Energy) จะแปรผันตรงกับอุณหภูมิ (หน่วยเคลวิน)

แก๊สจริง คืออะไร?

    แก๊สจริง (Real Gas) คือ แก๊สที่มีพฤติกรรมไม่ตรงกับสมการของแก๊สอุดมคติ แก๊สในธรรมชาติเกือบทั้งหมดนอกจากแก๊สเฉื่อยบางชนิด มีพฤติกรรมเป็นแก๊สจริง 

    แก๊สจริงในธรรมชาติมีหลากหลายชนิด บางชนิดเป็นประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิต เช่น แก๊สออกซิเจน (O2) เป็นแก๊สที่สิ่งมีชีวิตใช้หายใจ, แก๊สไนโตรเจน (N2) เป็นแก๊สที่มีเปอร์เซนต์มากที่สุดในธรรมชาติ เป็นต้น แก๊สบางชนิดก็เป็นพิษต่อมนุษย์ เช่น แก๊สคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) เป็นแก๊สที่หากสูดดมเข้าไปมากๆ อาจทำให้เสียชีวิตได้ เป็นต้น

ขอขอบคุณข้อมูลอ้างอิงจาก: สถาบันนวัตกรรมการเรียนรู้ มหาวิทยาลัยมหิดล

    หวังว่าบทความนี้จะเป็นประโยชน์ และช่วยให้น้อง ๆ เข้าใจเรื่อง “แก๊สและสมบัติของแก๊ส” มากขึ้นนะ

    ส่วนใครที่กำลังมองหาที่ติวเคมี หรือมีข้อสงสัยเพิ่มเติมก็มาปรึกษาพี่ TUTOR VIP ได้นะ พี่ ๆ ยินดีให้คำปรึกษาเสมอ

   บทความต่อไป TUTOR VIP จะมาแนะนำอะไรอีกนั้น ฝากติดตามกันด้วยนะ

ด้วยความร่วมมือของ TUTOR-VIP X Clearnote Thailand