ไอกับแก๊ส: ความแตกต่างและการเปรียบเทียบ

ไอหมายถึงสถานะก๊าซของสารที่เป็นของเหลวหรือของแข็งที่อุณหภูมิและความดันห้อง ในขณะที่ก๊าซหมายถึงสารใดๆ ในสถานะก๊าซ แม้ว่าการกลายเป็นไอจะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงจากสถานะของเหลวไปเป็นแก๊สโดยเฉพาะ แต่ก๊าซสามารถครอบคลุมสารและสถานะได้หลากหลายขึ้น ซึ่งรวมถึงองค์ประกอบอย่างออกซิเจนและไนโตรเจนในรูปก๊าซด้วย

ประเด็นที่สำคัญ

1. ไอเป็นสารก๊าซที่เกิดจากการระเหยหรือการเดือดของของเหลว ในขณะที่ก๊าซเป็นสถานะของสสารที่มีอยู่ตามธรรมชาติในบรรยากาศ
2. ไอสามารถมองเห็นและสัมผัสได้เป็นหมอกหรือหมอก ในขณะที่ก๊าซไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า
3. ไอระเหยสามารถควบแน่นกลับเป็นสถานะของเหลวได้อย่างง่ายดาย ในขณะที่ก๊าซต้องใช้แรงดันสูงหรืออุณหภูมิต่ำจึงจะกลายเป็นของเหลว

ไอกับแก๊ส

ความแตกต่างระหว่างไอและแก๊สก็คือ ไอระเหยไม่ใช่สถานะก๊าซของสสาร อาจเป็นของแข็งหรือของเหลวก็ได้ แต่แก๊สเป็นสถานะก๊าซของสสาร แม้ว่าพวกเขาอาจดูสับสนเนื่องจากทั้งคู่อยู่ในสถานะก๊าซ 

ตารางเปรียบเทียบ

ลักษณะ	ไอ	ก๊าซ
คำนิยาม	เฟสก๊าซของสาร อยู่ในสมดุล กับของตน	เฟสก๊าซของสาร ไม่จำเป็นต้องเข้า
	สถานะของเหลวหรือของแข็ง	สมดุลกับสถานะของเหลวหรือของแข็ง
การพึ่งพาอุณหภูมิ	โดยทั่วไปมีอยู่ ต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤต	ที่มีอยู่ เหนืออุณหภูมิวิกฤต และ  ด้านล่าง
	ของสารของมัน	ความกดดันที่สำคัญ
ความหนาแน่น	ความหนาแน่นสูง กว่าก๊าซที่ความดันเท่ากัน	ความหนาแน่นต่ำกว่า กว่าไอที่ความดันเท่ากัน
รูปร่าง	ไม่มีรูปร่างที่แน่นอน (สอดคล้องกับภาชนะ)	ไม่มีรูปร่างที่แน่นอน (สอดคล้องกับภาชนะ)
กองกำลังระหว่างโมเลกุล	แรงระหว่างโมเลกุลที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น เมื่อเทียบกับแก๊ส	แรงระหว่างโมเลกุลที่อ่อนแอกว่า เมื่อเทียบกับไอ
ตัวอย่าง	ไอน้ำ ไอปรอท	ออกซิเจน ไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์

ไอระเหยคืออะไร?

ไอเกิดขึ้นเมื่อสารผ่านการกลายเป็นไอ ซึ่งเป็นกระบวนการที่เปลี่ยนจากสถานะของเหลวหรือของแข็งไปเป็นสถานะก๊าซ การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นเมื่อเติมพลังงานเพียงพอเพื่อเอาชนะแรงระหว่างโมเลกุลที่ยึดสสารไว้ในสถานะควบแน่น

ลักษณะของไอ:

1. สถานะของสสาร: ไอระเหยมีอยู่ในสถานะก๊าซโดยมีลักษณะร่วมกับก๊าซร่วมกัน อย่างไรก็ตามมีความแตกต่างตรงที่มาจากสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงกว่าที่เป็นของเหลวหรือของแข็งภายใต้สภาวะมาตรฐาน
2. ส่วนประกอบ: องค์ประกอบของไอระเหยสะท้อนถึงสารที่เกิด ตัวอย่างเช่น ไอน้ำประกอบด้วยโมเลกุลของน้ำ ในขณะที่ไอจากของเหลวระเหยประกอบด้วยโมเลกุลของสารที่อยู่ในสถานะก๊าซ
3. การพึ่งพาอุณหภูมิ: การก่อตัวและพฤติกรรมของไอได้รับอิทธิพลอย่างมากจากอุณหภูมิ อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเพิ่มพลังงานจลน์ของโมเลกุล เอื้อต่อการกลายเป็นไอ และนำไปสู่ความดันไอที่เพิ่มขึ้น
4. ความสัมพันธ์ระหว่างความดันและปริมาตร: เช่นเดียวกับก๊าซ ไอจะเป็นไปตามกฎของแก๊สในอุดมคติ ซึ่งแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ตามสัดส่วนระหว่างความดันและปริมาตร เมื่ออุณหภูมิและปริมาณของสารคงที่

ความสำคัญของไอ:

1. ประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม: ไอมีบทบาทสำคัญในกระบวนการทางอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงการกลั่น การระเหย และการสะสมไอ กระบวนการเหล่านี้มีความสำคัญในภาคส่วนต่างๆ เช่น วิศวกรรมเคมี เภสัชกรรม และการผลิตเซมิคอนดักเตอร์
2. สภาพภูมิอากาศและสภาพอากาศ: ไอน้ำเป็นองค์ประกอบสำคัญของชั้นบรรยากาศของโลกและมีอิทธิพลอย่างมากต่อรูปแบบสภาพอากาศและภูมิอากาศ การทำความเข้าใจพฤติกรรมของไอช่วยให้นักอุตุนิยมวิทยาคาดการณ์ปรากฏการณ์สภาพอากาศ เช่น การตกตะกอน หมอก และการก่อตัวของเมฆ
3. ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี: ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับไอได้นำไปสู่นวัตกรรมในสาขาต่างๆ เช่น การผลิตพลังงาน ซึ่งมีการใช้กังหันไอในโรงไฟฟ้า และวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม พร้อมด้วยการพัฒนาการบีบอัดไอสำหรับการทำความเย็นและการปรับอากาศ

แก๊สคืออะไร

ก๊าซเป็นสถานะของสสารที่มีคุณลักษณะพิเศษคือสามารถขยายตัวจนเต็มภาชนะที่สสารครอบครอง มีความหนาแน่นต่ำเมื่อเทียบกับของเหลวและของแข็ง และมีแนวโน้มที่จะแพร่กระจายอย่างรวดเร็ว ก๊าซไม่มีรูปร่างหรือปริมาตรที่แน่นอนต่างจากของแข็งและของเหลว และอนุภาคของพวกมันจะเคลื่อนที่อย่างอิสระและเป็นอิสระจากกัน

ลักษณะของแก๊ส

1. พฤติกรรมของอนุภาค: อนุภาคก๊าซมีการเคลื่อนที่แบบสุ่มอย่างต่อเนื่อง โดยเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงจนกระทั่งชนกับอนุภาคอื่นหรือผนังภาชนะ การชนกันเหล่านี้ส่งผลให้เกิดแรงกดดัน ซึ่งเป็นแรงที่กระทำโดยก๊าซต่อหน่วยพื้นที่
2. การขยายตัวและการหดตัว: ก๊าซจะขยายตัวสม่ำเสมอเพื่อเติมเต็มพื้นที่ว่างของภาชนะบรรจุ ในทางกลับกัน เมื่อปริมาตรของภาชนะบรรจุลดลง ก๊าซจะหดตัวเพื่อใช้พื้นที่น้อยลง คุณสมบัตินี้ช่วยให้ก๊าซสามารถปรับตัวให้เข้ากับรูปร่างและขนาดของภาชนะได้
3. อัด: ก๊าซมีการบีบอัดได้สูง ซึ่งหมายความว่าปริมาตรของก๊าซจะลดลงอย่างมากภายใต้ความกดดัน เมื่อแรงดันถูกจ่ายให้กับแก๊ส ช่องว่างระหว่างอนุภาคจะลดลง ส่งผลให้ปริมาตรลดลง
4. พฤติกรรมของแก๊สในอุดมคติ: พฤติกรรมของก๊าซในอุดมคติอธิบายได้โดยกฎของก๊าซในอุดมคติ ซึ่งเกี่ยวข้องกับความดัน ปริมาตร อุณหภูมิ และจำนวนอนุภาคของก๊าซ แม้ว่าก๊าซจริงอาจเบี่ยงเบนไปจากพฤติกรรมในอุดมคติภายใต้เงื่อนไขบางประการ กฎของก๊าซในอุดมคติจะให้การประมาณที่เป็นประโยชน์ในหลาย ๆ สถานการณ์

ความสำคัญของก๊าซ

1. ประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม: ก๊าซเป็นส่วนสำคัญในกระบวนการทางอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงการเผาไหม้เพื่อการผลิตพลังงาน การผลิตสารเคมี และเป็นวัตถุดิบตั้งต้นสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย เช่น ปุ๋ย พลาสติก และยา
2. ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม: การทำความเข้าใจองค์ประกอบและพฤติกรรมของก๊าซในชั้นบรรยากาศโลกเป็นสิ่งสำคัญในการแก้ไขปัญหาสิ่งแวดล้อม เช่น การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ มลพิษทางอากาศ และการสูญเสียโอโซน การติดตามการปล่อยก๊าซและผลกระทบต่อคุณภาพอากาศและสภาพอากาศถือเป็นสิ่งสำคัญในการบรรเทาความท้าทายเหล่านี้
3. ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี: เทคโนโลยีที่ใช้ก๊าซขับเคลื่อนนวัตกรรมในหลายสาขา รวมถึงการขนส่ง (เช่น เครื่องยนต์สันดาปภายใน เซลล์เชื้อเพลิง) การดูแลสุขภาพ (เช่น ก๊าซทางการแพทย์สำหรับการดมยาสลบและการบำบัดทางเดินหายใจ) และการสำรวจอวกาศ (เช่น ระบบขับเคลื่อนสำหรับจรวด)
4. การวิจัยทางวิทยาศาสตร์: พฤติกรรมของแก๊สทำหน้าที่เป็นรากฐานสำหรับการศึกษาหลักการพื้นฐานในฟิสิกส์และเคมี เช่น อุณหพลศาสตร์ จลนศาสตร์ และปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุล ข้อมูลเชิงลึกที่ได้จากการศึกษาก๊าซมีส่วนทำให้เกิดความก้าวหน้าในความรู้ทางวิทยาศาสตร์และการพัฒนาเทคโนโลยี

ความแตกต่างหลักระหว่างไอและก๊าซ 

• ที่มา:
  • ไอมีต้นกำเนิดมาจากสสารที่เป็นของเหลวหรือของแข็งที่อุณหภูมิและความดันห้องซึ่งอยู่ระหว่างการกลายเป็นไอ
  • แก๊สหมายถึงสถานะทั่วไปของสสาร ซึ่งรวมถึงสสารที่อยู่ในสถานะก๊าซ โดยไม่คำนึงถึงแหล่งกำเนิด
• การสร้าง:
  • ไอเกิดขึ้นเมื่อสารเกิดการกลายเป็นไอ เปลี่ยนจากของเหลวหรือของแข็งไปเป็นสถานะก๊าซ
  • ก๊าซดำรงอยู่ได้ในสถานะของสสาร ไม่ว่าจะเกิดขึ้นตามธรรมชาติหรือเกิดขึ้นเอง โดยไม่มีกระบวนการเปลี่ยนรูปเฉพาะ เช่น การกลายเป็นไอ
• ส่วนประกอบ:
  • ไอจะรักษาองค์ประกอบทางเคมีของสารที่เกิด
  • แก๊สอาจประกอบด้วยธาตุหรือสารประกอบต่างๆ ในสถานะก๊าซ โดยมีองค์ประกอบและคุณสมบัติที่หลากหลาย
• การพึ่งพาอุณหภูมิ:
  • การกลายเป็นไอเกิดขึ้นที่อุณหภูมิเฉพาะของสารแต่ละชนิด โดยได้รับอิทธิพลจากปัจจัยต่างๆ เช่น ความดันและปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุล
  • พฤติกรรมของก๊าซได้รับอิทธิพลจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ แต่ไม่จำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนเฟส เช่น การกลายเป็นไอ
• ตัวอย่าง:
  • ตัวอย่างของไอ ได้แก่ ไอน้ำ (ไอน้ำ) แอลกอฮอล์ที่ระเหย หรือน้ำหอมที่ระเหยได้
  • ตัวอย่างของก๊าซ ได้แก่ ออกซิเจน ไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และสารอื่นๆ ในสถานะก๊าซ ไม่ว่าจะเกิดขึ้นตามธรรมชาติหรือเกิดขึ้นเองก็ตาม

อ้างอิง 

1. https://aip.scitation.org/doi/pdf/10.1063/1.1753975%40apl.2019.APLCLASS2019.issue-1
2. https://link.springer.com/article/10.1557/JMR.1986.0205

อัพเดตล่าสุด : 02 มีนาคม 2024