gasförmiger

Gasförmig bezeichnet den Zustand eines Stoffs, dessen Moleküle weit voneinander entfernt sind und sich frei bewegen. Gase haben weder eine feste Form noch ein festes Volumen; sie füllen den ihnen zur Verfügung stehenden Raum aus und diffundieren leicht in andere Räume. Im gasförmigen Zustand unterscheiden sich Stoffe deutlich von festen und flüssigen Zuständen durch geringe Dichte, hohe Beweglichkeit der Teilchen und starke Kompressibilität.

Die Moleküle oder Atome in Gasen stehen in der Regel in chaotischer Bewegung und interagieren schwach durch intermolekulare Kräfte, was die Annahme eines idealen Gases erleichtert. In der Praxis zeigen Gase jedoch Abweichungen von der idealen Verhalten bei hohem Druck oder niedrigen Temperaturen, woraus sich Realgasmodelle wie die van-der-Waals-Gleichung ableiten.

Zustandsänderungen von Gasen erfolgen unter anderem durch Verdampfung (Flüssigkeit wird gasförmig), Sublimation (Feststoff wird direkt gasförmig) und Kondensation (Gas wird zu Flüssigkeit) bzw. Desublimation (Gas zu Feststoff). Gasförmige Stoffe können reine Gase oder Gasgemische darstellen, wie die Luft, die etwa Stickstoff, Sauerstoff und Argon enthält.

Wichtige Gesetze beschreiben das Verhalten idealer Gase: Das ideale Gasgesetz PV = nRT verbindet Druck, Volumen, Anzahl der Teilchen, Temperatur und Konstante. Ergänzend beschreiben Boyle’s Gesetz (P senkt V bei konstanter T und n), Charles’ Gesetz (V steigt mit T bei konstantem P) und Avogadros Gesetz (V proportional zu n bei konstanter T und P). Typische Beispiele sind Sauerstoff (O2), Stickstoff (N2) und Wasserdampf (H2O(g)). Anwendungen reichen von Atmung und Umweltluft bis hin zu industrieller Gaslogistik.