Gaseigenschappen

Gaseigenschappen verwijzen naar de fysische kenmerken en het gedrag van gassen onder verschillende omstandigheden. De belangrijkste variabelen zijn druk P, volume V, temperatuur T en de hoeveelheid stof n (in mol). Voor een ideaal gas geldt de vergelijking PV = nRT, waarbij R de universele gasconstante is (8,314 J/(mol·K)). Bij standaardtemperatuur en -druk (STP, 0°C en 1 atm) bedraagt het molaire volume ongeveer 22,4 liter.

Een handig begrip bij gassen is de toestandstoestand uitgedrukt via Z = PV/(nRT). Z = 1 voor ideale gassen. Werkelijke gassen vertonen afwijkingen doordat moleculen intermoleculaire krachten ondervinden en een finite grootte hebben. Deze afwijkingen nemen af bij lage druk en hoge temperatuur en nemen toe bij hoge druk of lage temperatuur, waardoor idealiteitsbenaderingen minder nauwkeurig worden.

Reële gasmodellen verbeteren de beschrijving. De meest gebruikte is de Van der Waals-vergelijking: (P + a/Vm^2)(Vm − b) = RT, waarbij Vm het molaire volume is en a en b stofspecifieke parameters zijn die respectievelijk de aantrekkingskrachten en de moleculaire omvang representeren. Ook de viriale vergelijking PV = RT(1 + B/ Vm + …) beschrijft afwijkingen op hogere druk. In het ideale geval is Z gelijk aan 1; bij realistische omstandigheden kan Z daarvan afwijken.

Transport- en mengkenmerken omvatten diffusie, effusie, viscositeit en warmtegeleiding: diffusie beschrijft de vermenging van gassen; viscositeit geeft de weerstand tegen stroming; warmtegeleiding bepaalt de snelheid van warmteoverdracht. Deze eigenschappen zijn cruciaal bij engineering van leidingen, opslag en procesontwerp.

Gaseigenschappen zijn essentieel in chemische techniek, milieu-wetenschap en meteorologie, waar inzicht in gedrag onder uiteenlopende drukken en temperaturen centraal staat.