gasförmig

Gasförmig bezeichnet den Zustand der Materie, in dem Teilchen weit voneinander entfernt sind, sich frei bewegen und weder feste Form noch festes Volumen besitzen. Gase füllen den ihnen zugewiesenen Raum vollständig aus und passen sich der Geometrie eines Behälters an. Sie sind stark kompressibel und lassen sich durch Druckänderungen leicht verdichten oder ausdehnen. Die Teilchen treffen häufige, ungerichtete Kollisionen, wodurch sich der Gasdruck ergibt.

Nach der kinetischen Theorie besitzen Gasmoleküle hohe Geschwindigkeiten und bewegen sich chaotisch. Die überwiegend schwachen intermolekularen Kräfte ermöglichen gute Vermischung und Diffusion. Gase zeigen schnelle Bewegungen, Kollisionsprozesse mit Behälterwänden erzeugen Druck. Aufgrund der geringen Kräfte zwischen Molekülen verhalten sich Gase bei normalen Bedingungen oft wie ideale Gase.

Das ideale Gasgesetz P·V = n·R·T fasst das Verhalten zusammen. Bei konstanter Temperatur ist das Volumen umgekehrt proportional zum Druck (Boyle). Bei konstantem Druck wächst das Volumen mit der Temperatur (Charles). Gleiche Stoffmenge nimmt bei gleichen Bedingungen gleich große Volumina ein (Avogadros Gesetz). Diese Gesetze gelten gut für viele Gase bei geringen Drücken.

Gasförmige Stoffe entstehen durch Verdampfung oder Sublimation; Abkühlung oder Drucksteigerung führt zu Kondensation oder Feststoffbildung. In der Praxis weichen reale Gase vom Modell des idealen Gases ab, besonders bei hohem Druck oder niedrigen Temperaturen. Korrekturen erfolgen etwa mit der van-der-Waals-Gleichung.

Beispiele sind Luft, Sauerstoff, Stickstoff und Kohlendioxid. Gasförmige Mischungen bilden die Atmosphäre und andere Gasgemische, die sich durch Diffusion, Transport und Reaktionsmöglichkeiten auszeichnen.