Avainero – kaasu vs. höyry
Kaasufaasi on yksi kaiken aineen neljästä perusfaasista kiinteän faasin, nestefaasin ja plasman ohella. Kaasut voidaan erottaa selvästi kiinteästä ja nestemäisestä faasista, koska toisin kuin kiinteissä aineissa tai nesteissä, atomit ovat vapaassa liikkeessä ja leviävät säiliön ympärille. Kaasu ja höyry näyttävät molemmat samanlaisilta läpinäkyvyytensä vuoksi, mutta ne ovat kaksi erillistä vaihetta, jotka voivat olla olemassa. avainero kaasun ja höyryn välillä on, että kaasua on vain yhdessä fysikaalisessa tilassa, kun taas höyry voi esiintyä rinnakkain toisen fysikaalisen tilan kanssa.
Mikä on kaasu?
Kaasu luonnossa voidaan valmistaa yhdestä alkuaineesta tai atomien yhdistelmästä. Se on kuitenkin hyvin pieni molekyyli. Esimerkiksi, jos tarkastellaan jaksollisen järjestelmän halogeeniryhmää, fluori ja kloori ovat kaasuina, kun taas bromi on nesteenä ja jodi kiinteänä aineena. Tämä johtuu siitä, että atomin koko kasvaa halogeeniryhmää alaspäin ja suuret molekyylit eivät voi saada vapaata liiketilaa molekyylien välisten vuorovaikutusten vuoksi.
Kaasu on aine, joka esiintyy vain yhdessä tilassa, joka on kaasufaasi. Tätä kutsutaan termodynaamiseksi tilaksi. Termodynaaminen tila on järjestelmän tila, joka on selitetty termodynaamisten parametrien, kuten lämpötilan, paineen jne., mukaan. Kaasu ei ole kohdannut faasimuutosta, mikä tarkoittaa, että se on vain kaasuna eikä siinä tapahdu faasimuutoksia, ellei erityisiä ehtoja anneta.. Siksi sitä kutsutaan yksifaasiseksi aineeksi.
Seuraava kaavio näyttää kaasufaasin ja höyryfaasin suhteelliset sijainnit. Tässä höyryfaasi sijaitsee alhaisemmassa lämpötilassa kuin kriittisen pisteen lämpötila. Kaasufaasi on kriittisen pisteen yläpuolella.
Kuva 01: Kaasufaasin ja höyryfaasin suhteellinen sijainti
Mikä on Vapor?
Höyry voidaan määritellä aineeksi, joka on kaasufaasissa ja voi esiintyä yhdessä nestefaasin kanssa. Tämä määritelmä näyttää hieman hämmentävältä, mutta tässä tapahtuu, että höyry on tasapainossa nesteen kanssa. Tämä neste sisältää samat molekyylit kuin höyry. Höyry muodostuu faasimuutoksesta ja se voi muuttua uudelleen. Siksi sitä kutsutaan monifaasiseksi aineeksi. Höyry ei ole aineen tila, kuten kaasu on. Kaasun muuttuminen nesteeksi tapahtuu kondensaatiolla, jota seuraa nestepisaran muodostuminen ja sen kasvu. Höyryn ja nestefaasin rinnakkaiselo on mahdollista, koska sen keskilämpötila on kriittisen pisteen alapuolella. Kriittinen piste on lämpötila ja paine, jossa kaasua ja nestettä ei voida erottaa toisistaan. Vain kaasut voivat esiintyä kriittisen pisteen yläpuolella; näin ollen kaasu ei voi esiintyä yhdessä nesteen kanssa. Esimerkiksi höyry on vesihöyryä korkeassa lämpötilassa, kun taas huoneenlämmössä se on nestettä.
Hyvä esimerkki höyry-neste-tasapainosta normaaleissa olosuhteissa on etanolin ja sen höyryn välinen tasapaino. Seuraava kaavio näyttää, kuinka nämä kaksi vaihetta liittyvät toisiinsa.
Kuva 02: Etanolin ja veden höyry-neste-tasapainoseos
Mitä eroa on kaasulla ja höyryllä?
Kaasu vs Vapor |
|
| Kaasu voi olla vain yhdessä termodynaamisessa faasissa. | Höyry voi esiintyä yhdessä nestefaasinsa kanssa. |
| Fyysinen tila | |
| Kaasu on aineen perustila. | Höyry on nesteen tai kiinteän aineen tilapäinen muutostila. |
| Luonto | |
| Kaikki kaasut eivät ole höyryjä. | Kaikki höyryt ovat kaasuja. |
| Ominaisuudet | |
| Kaasut ovat näkymättömiä. | Höyryä saattaa näkyä. (Esi.: vesihöyry voidaan nähdä pilvenä.) |
| Vaihemuutos | |
| Kaasu ei kohtaa vaiheenmuutosta | Höyry kokee vaiheen muutoksen. |
| Alkuperä | |
| Kaasu on aina luonnossa kaasua. | Höyry on kaasutyyppi, joka muodostuu joko nesteestä tai kiinteästä aineesta. |
| Muotoilu | |
| Kaasua ei muodostu. | Höyryä muodostuu joko keittämällä tai haihduttamalla |
| Kriittinen kohta | |
| Kaasun lämpötila on kriittisen pisteen yläpuolella. | Höyryn lämpötila on kriittisen pisteen alapuolella, mutta tietyn nesteen tai kiinteän aineen kiehumispisteen yläpuolella. |
| Rauhoituminen | |
| Kaasut eivät laskeudu maahan. | Höyryt laskeutuvat maahan. |
Yhteenveto – Kaasu vs Vapor
Kaasu sijaitsee kriittisen pisteen yläpuolella, kun taas höyry sijaitsee kriittisen pisteen alapuolella. Nestefaasia ei voi olla kriittisen pisteen yläpuolella. Höyryä on myös kriittisen pisteen alapuolella. Siksi suurin ero kaasun ja höyryn välillä on se, että kaasua on vain yhdessä fysikaalisessa tilassa, kun taas höyry voi esiintyä rinnakkain toisen fysikaalisen tilan kanssa.
