Pagrindinis skirtumas – dujos ir garai
Dujinė fazė yra viena iš keturių pagrindinių visos medžiagos fazių kartu su kietąja faze, skysta faze ir plazma. Dujas galima aiškiai atskirti nuo kietųjų ir skystųjų fazių, nes kitaip nei kietose ar skysčiuose, atomai juda laisvai ir yra pasklidę aplink talpyklą. Dujos ir garai atrodo panašūs dėl savo skaidrumo, tačiau tai yra dvi skirtingos fazės, kurios gali egzistuoti. Pagrindinis skirtumas tarp dujų ir garų yra tas, kad dujos egzistuoja tik vienoje fizinėje būsenoje, o garai gali egzistuoti kartu su kita fizine būsena.
Kas yra dujos?
Gamtoje dujos gali būti sudarytos iš vieno elemento arba iš atomų derinio. Tačiau tai labai maža molekulė. Pavyzdžiui, jei atsižvelgiama į halogeno grupę periodinėje lentelėje, fluoras ir chloras egzistuoja kaip dujos, o bromas yra skystis, o jodas - kaip kieta medžiaga. Taip yra todėl, kad atomo dydis didėja halogenų grupėje ir didelės molekulės negali įgyti laisvo judėjimo būsenos dėl tarpmolekulinės sąveikos.
Dujos yra medžiaga, kuri egzistuoja tik vienoje būsenoje, kuri yra dujinė fazė. Tai vadinama termodinamine būsena. Termodinaminė būsena – tai sistemos būklė, paaiškinama pagal termodinaminius parametrus, tokius kaip temperatūra, slėgis ir kt. Dujos nepasikeitė fazėje, o tai reiškia, kad jos egzistuoja tik kaip dujos ir nepasikeis, nebent bus nustatytos specialios sąlygos.. Todėl ji vadinama vienfaze medžiaga.
Toliau pateiktoje diagramoje parodyta santykinė dujinės ir garų fazės padėtis. Čia garų fazė yra žemesnėje nei kritinio taško temperatūra. Dujinė fazė yra virš kritinio taško.
01 pav. Santykinė dujinės ir garų fazės padėtis
Kas yra Vapor?
Garai gali būti apibrėžti kaip medžiaga, kuri yra dujinėje fazėje ir gali egzistuoti kartu su skystąja faze. Šis apibrėžimas atrodo šiek tiek painus, bet čia atsitinka tai, kad garai yra pusiausvyroje su skysčiu. Šiame skystyje yra tos pačios molekulės kaip ir garuose. Pasikeitus fazei susidaro garai, kurie vėl gali pasikeisti. Todėl ji vadinama daugiafaze medžiaga. Garai nėra materijos būsena, kaip dujos. Dujos virsta skysčiu kondensuojantis, po kurio susidaro skysčio lašas ir jis auga. Garų ir skystos fazės sambūvis yra įmanomas, nes jų vidutinė temperatūra yra žemesnė už kritinį tašką. Kritinis taškas yra temperatūra ir slėgis, kai negalima atskirti dujų ir skysčio. Virš kritinio taško gali egzistuoti tik dujos; taigi dujos negali egzistuoti kartu su skysčiu. Pavyzdžiui, garai yra aukštos temperatūros vandens garai, o kambario temperatūroje jie yra skystis.
Geras garų ir skysčių pusiausvyros normaliomis sąlygomis pavyzdys yra etanolio ir jo garų pusiausvyra. Toliau pateiktoje diagramoje parodyta, kaip šios dvi fazės yra susijusios.
02 pav. Garų ir skysčių pusiausvyros etanolio ir vandens mišinys
Kuo skiriasi dujos ir garai?
Dujos prieš garus |
|
| Dujos gali egzistuoti tik vienoje termodinaminėje fazėje. | Garai gali egzistuoti kartu su skysta faze. |
| Fizinė būsena | |
| Dujos yra pagrindinė materijos būsena. | Garai yra laikina skysčio arba kietos medžiagos pasikeitimo būsena. |
| Gamta | |
| Visos dujos nėra garai. | Visi garai yra dujos. |
| Ypatybės | |
| Dujos nematomos. | Gali būti matomi garai. (Pvz.: vandens garai gali būti matomi kaip debesis.) |
| Fazės keitimas | |
| Dujų fazė nesikeičia | Garų fazė pasikeičia. |
| Kilmė | |
| Dujos visada yra gamtoje esančios dujos. | Garai yra tam tikros rūšies dujos, susidarančios iš skystos arba kietos medžiagos. |
| Formavimas | |
| Dujos nesusidaro. | Garai susidaro verdant arba garuojant |
| Kritinis taškas | |
| Dujų temperatūra viršija kritinį tašką. | Garų temperatūra yra žemesnė už kritinį tašką, bet aukštesnė už konkretaus skysčio arba kietos medžiagos virimo temperatūrą. |
| Atsiraminti | |
| Dujos nenusėda ant žemės. | Garai nusėda ant žemės. |
Santrauka – dujos prieš garus
Dujos yra virš kritinio taško, o garai yra žemiau kritinio taško. Jokia skystoji fazė negali egzistuoti virš kritinio taško. Garų taip pat yra žemiau kritinio taško. Todėl pagrindinis skirtumas tarp dujų ir garų yra tas, kad dujos egzistuoja tik vienoje fizinėje būsenoje, o garai gali egzistuoti kartu su kita fizine būsena.
