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宾·沃德(Robin Ward)是美国一位广受欢迎的研究生物学家和科普作家,她因独具匠心的科学写作和对常人难以理解的科学知识的独到解析而广受赞誉。在她的科普作品《沃德与休斯的气体状态故事》中,她阐述了许多关于气体状态的冷门知识,让我们一同来看看。
气体不是空气
我们通常将气体和空气联系在一起,但实际上气体是存在于地球大气层以外的一种物质,通常包括氢气、氦气、甲烷等,而空气则是一种具有特定成分的混合物质。在大气层中,气体的密度因海拔高度而不同,而空气则是地球表面与大气层之间的一种混合物。
气体分子是极小的
气体的分子常常被忽略,但它们实际上非常小,比我们的肉眼能够看到的事物小得多。例如,一升的氢气中包含大约1.2×10^25个氢原子,而这些原子的直径只有约0.1纳米。
空气中的氧气只有21%
我们通常认为空气中氧气的含量很高,但实际上它只占空气体积的21%。空气中其他气体例如氮气、二氧化碳和甲烷等的含量非常少,但它们仍然会影响到我们的身体和环境。
气体不会漂浮
气体常常被认为是一种“轻盈”的物质,可以漂浮在空气中。但事实上,它们不是漂浮的,而是弥散扩散在空气中。当我们看到一个气体“浮在空气中”时,实际上是因为空气中有气体分子在被从各个方向碰撞推动。
冷却会使气体变液体或固体
当气体被冷却到足够低的温度时,它们会逐渐由气态变为液态或固态。这个过程称为凝固。例如,液氮是氮气在低温下凝固的形式。
气体压强取决于温度和数量
气体的压强与温度和气体分子数量有关。当气体的温度升高时,分子运动加剧,其速度增大,进而对容器施加的压强增大;反之,当气体温度降低时,分子速度减慢,对容器施加的压强降低。
结论
以上是关于气体状态的一些冷门知识,小编总结一下:气体是地球大气层外的物质,包括氢气、氦气、甲烷等;气体分子非常小,分子直径只有约0.1纳米;空气中的氧气只占21%;气体不会漂浮,而是弥散扩散在空气中;当气体被冷却到足够低的温度时会变成固态或液态。这些知识或许不常出现在我们的学习生活中,但对于对气态物质有所了解的人来说,它们既有趣又有益。