gas

gas

gas (ant. gaz) [Voce foggiata intorno al 1600 dal chimico J.B. van Helmont con il signif. di "vapore sottile", dal gr. cháos "massa senza forma", che già Paracelso aveva usato con senso sim.] [FML] Ogni sostanza che si trovi in quello stato di aggregazione della materia, detto appunto stato gassoso o aeriforme, caratterizzato dalla tendenza della materia a espandersi spontaneamente, occupando tutto il volume a sua disposizione, per quanto grande esso sia e qualunque sia la sua forma, come dire che una certa massa di materia in tale stato non ha un volume e una forma propri: v. gassoso, stato. Lo stato gassoso, come ogni altro stato di aggregazione, dipende dalle condizioni di temperatura e pressione e non è caratteristico di determinate sostanze: dicendo che una sostanza, per es. l'aria, è un g., si vuol solo dire che essa è tale nelle ordinarie condizioni di temperatura e di pressione, variando le quali può invece presentarsi come un liquido o anche come un solido. In verità si riteneva in passato che alcuni g., detti per tal motivo g. permanenti o incoercibili, non si potessero liquefare: oggi si sa che la liquefazione è sempre possibile purché il g. sia portato al di sotto di una certa temperatura critica, caratteristica per ogni g., e venga poi sufficientemente compresso (la sola compressione non basta se il g. si trova a temperatura superiore a quella critica; questa per taluni di essi è estremamente bassa: per l'elio, per es., è di -267.8 °C). Stabilito che non esistono g. permanenti, cade ogni essenziale distinzione fra g. e vapori, che condividono con i primi tutte le proprietà, tuttavia si usano ancora ambedue i termini; generalm. il primo per indicare un aeriforme che si trovi al di sopra della propria temperatura critica, il secondo per uno che si trovi al di sotto. Ha invece un'ampia giustificazione fisica la distin-zione tra g. perfetto (o ideale) e g. reale (v. oltre: G. perfetto). Dal punto di vista pratico ha senso anche l'usuale distinzione che si fa in base alla densità particellare dell'aria in condizioni normali di pressione e temperatura, cioè a 1 atm e 0 °C, che è dell'ordine di 1025 atomi/m3 in un g. monoatomico; i sistemi gassosi che hanno densità particellari paragonabili alla densità dei liquidi e dei solidi (che è dell'ordine di 1028 atomi/m3) sono detti g. densi; data la continuità delle densità particellari possibili per un sistema allo stato gassoso, non esiste una netta delimitazione tra le regioni di g. e g. denso, e v'è quindi tutta una regione di densità intermedie, detta dei g. moderatamente densi. ◆ [GFS] G. atmosferici: v. atmosfera terrestre: I 259 b. ◆ [GFS] G. atmosferici minori: v. climatologia: I 633 Tab. 2.2. ◆ [FSD] G. bidimensionale: modello di g. che viene preso in considerazione per alcuni sistemi particellari, per es. per le molecole di un paramagnetico o gli elettroni di conduzione in un metallo. ◆ [RGR] G. completamente relativistico: v. astrofisica relativistica: I 190 a. ◆ [FTC] [CHF] G. d'acqua: miscela di idrogeno, ossido di carbonio, anidride carbonica, azoto, ecc., usata come combustibile e come g. di sintesi, ottenuta insufflando vapore acqueo su coke rovente (è detto anche g. blu per il colore bluastro della fiamma). ◆ [FTC] [CHF] G. d'altoforno: miscela combustibile di idrogeno, ossido di carbonio, anidride carbonica, azoto, ecc., che si produce nel processo di preparazione della ghisa d'altoforno. ◆ [CHF] G. delle paludi: nome dato in passato al metano perché si libera in luoghi paludosi dalla fermentazione dei vegetali. ◆ [FML] G. denso: v. sopra: [FML]. ◆ [FTC] G. di città: g. combustibile erogato nelle città per riscaldamento e cucina (e detto anche g. illuminante o g. luce perché usato un tempo per l'illuminazione), costituito in passato esclusivam. da g. di distillazione del carbon fossile e oggi anche da g. di reforming, spesso però sostituito da g. naturali. ◆ [FTC] [CHF] G. di cokeria: g. ottenuto dalla distillazione dei litantraci per la produzione di carbon coke. ◆ [FNC] G. di nucleoni simmetrico: v. modelli nucleari: IV 55 c. ◆ [FML] [FSD] [FSN] G. di particelle: il modello nel quale particelle di determinata natura e in determinate condizioni (per es., gli elettroni di conduzione in un metallo) sono assimilati alle molecole di un gas: g. di fermioni, di fononi, di fotoni, ecc. ◆ [FTC] [CHF] G. di raffineria: g. costituiti essenzialmente da idrocarburi e idrogeno, ottenuti in processi di raffinazione. ◆ [FTC] [CHF] G. di reforming: g. di raffineria provenienti da processi di reforming, partic. ricchi di idrogeno. ◆ [MCS] G. di sfere rigide: sistema di N particelle interagenti con un'interazione di solo cuore duro, costituente il più semplice modello di g. non perfetto, almeno se lo spazio ha tra dimensioni: v. fase, meccanica statistica delle transizioni di: II 535 d. ◆ [FML] Gas ideale: lo stesso che g. perfetto (v. oltre). ◆ [MCF] G. ideale relativistico: v. fluidodinamica relativistica: II 659 f. ◆ [FML] G. incoercibile: lo stesso che g. permanente (v. oltre). ◆ [ASF] G. interstellare: v. materia interstellare: III 628 e. ◆ [FPL] G. ionizzato: g. nel quale sono presenti ioni dei due segni ed elettroni liberi; se il g. è completamente ionizzato, con densità di carica elettrica nulla, e in equilibrio, costituisce un plasma. ◆ [FTC] [CHF] G. liquefatti (comunem. detti g. liquidi): miscele di idrocarburi paraffinici, per lo più propano e butano, che, rese liquide alla pressione da 2 a 8 atm e conservate entro speciali contenitori, passano immediatamente allo stato gassoso quando sono riportate alla pressione atmosferica: hanno largo impiego, oltre che come carburanti e nell'industria chimica, anche come combustibili. ◆ [FML] G. moderatamente denso: v. sopra: [FML]. ◆ [CHF] G. nobili: elementi, gassosi allo stato ordinario, caratterizzati da piccolissima reattività: → nobile. ◆ [FML] G. non collisionale: v. magnetosfera: III 573 f. ◆ [RGR] G. non relativistico: v. astrofisica relativistica: I 189 e. ◆ [FML] G. perfetto: modello dello stato gassoso, costituito da un sistema di particelle non mutuamente interagenti racchiuso in un contenitore a pareti elastiche perfette e in equilibrio termico con una riserva di calore (con la quale deve essere accoppiato debolmente). I g. perfetti classici (v. gassoso, stato: II 837 e) hanno un'equazione di stato nota appunto come equazione di stato, o legge, dei g. perfetti (v. gassoso, stato: II 833 [2.1]); i g. perfetti quantistici, invece, verificano la legge dei g. perfetti solo ad alta temperatura e bassa densità, e presentano fenomeni di degenerazione a bassa temperatura (v. statistiche quantistiche: V 604 e). Il g. perfetto è stato fondamentale per lo sviluppo della fisica dei g., quale modello dei g. reali, valido in prima, e certe volte buona, approssimazione. ◆ [MCQ] G. perfetto quantistico o quantico: v. sopra: G. perfetto. ◆ [FML] G. permanente: come accennato in apertura, qualifica data in passato, prima degli esperimenti di T. Andrews sulla liquefazione dei g. (1869), a certi g., quali, per es., l'idrogeno e l'ossigeno o la stessa aria, che si riteneva non potessero essere liquefatti, anche sotto altissime pressioni; in effetti, si trattava di portarli preliminarmente al di sotto della loro temperatura critica, assai bassa e perciò non facilmente raggiungibile con i mezzi tecnici dell'epoca. ◆ [FML] G. rarefatto: generic., g. a pressione minore (in genere, assai minore) di quella atmosferica; per il loro comportamento dinamico, v. gasdinamica dei gas rarefatti. ◆ [CHF] G. rari: lo stesso che g. nobili (v. sopra), così detti per la piccolissima loro abbondanza nell'aria. ◆ [FML] G. reale: in contrapp. al modello del g. perfetto, dal quale si discosta più o meno sensibilmente, ogni g. effettivamente esistente: v. gassoso, stato: II 838 b. ◆ [ASF] [RGR] G. relativistico: v. sopra: G. completamente relativistico. ◆ [MCS] G. reticolare, o g. su reticolo: modello di g. in cui le particelle possono occupare solo posizioni che variano su un reticolo e, inoltre, ogni posizione può essere occupata al più da una sola particella; in questo modello le particelle si suppongono non mobili (e cioè dotate di energia cinetica nulla), ma distribuite con una distribuzione di probabilità microcanonica, canonica o gran canonica definite in termini della sola energia potenziale, che viene assegnata in ogni modello dando il potenziale d'interazione; i modelli di g. su reticolo, per quanto semplici, sono non banali e a più di una dimensione spaziale possono presentare interessanti transizioni di fase tipo liquido-g. o anche di altro tipo nei modelli più complessi (per es., il modello di Ising può essere un modello di g. su reticolo se s'interpreta che un dipolo σ=+1 significhi sito occupato e σ=-1 significhi sito vuoto): v. fase, meccanica statistica delle transizioni di: II 531 b. ◆ [CHF] G. tonante: miscela di idrogeno e ossigeno, o aria, che si combina con reazione esplosiva se innescata con una scintilla, con una fiamma, ecc. ◆ [FML] Calore specifico dei g.: per le considerazioni di base, v. calore specifico dei gas; la tab. dà, a titolo meramente indicativo, il valore medio di tale calore per alcu-ni gas. ◆ [MCS] [FML] Costante dei g.: è il rapporto R=PV/T per una grammomolecola di g. perfetto; si ha R=NAkB, ove NA è la costante di Avogadro e kB è la costante di Boltzmann: v. gas, costante dei. ◆ [FML] Costante macroscopica molare dei g.: v. atomo: I 288 e. ◆ [FML] Energia interna del g. perfetto: v. gassoso, stato: II 837 f. ◆ [FML] Equazione di stato dei g. perfetti: v. gassoso, stato: II 833 e. ◆ [MCS] Modello microscopico di g. perfetto: v. insiemi statistici: III 215 b. ◆ [FML] [MCS] Teoria cinetica dei g.: v. gas, teoria cinetica dei. ◆ [FML] Teoria del g. perfetto: v. gassoso, stato: II 837 e.