ما هو الفرق بين الغاز والبخار؟
على الرغم من عدم وجود العديد من الفروق الجوهرية بين الغاز والبخار، إلا أن من الضروري فهم هذه الفروق لضمان التمييز بين المفهومين وعدم حدوث أي لبس. يتشارك الغاز والبخار بصفات عدة، ولكن هناك اختلافات بسيطة بينهما، وهي كما يلي:
- يعد الغاز أحد أشكال حالات المادة المختلفة (صلب، سائل، غاز)، في حين أن البخار يمثل حالة انتقالية تشمل حالتين من المادة (السائلة والغازية).
- يتواجد البخار عادة عند درجات حرارة أقل من درجة الغليان، بينما يتكون الغاز عند درجات حرارة أعلى من النقطة الحرجة.
- عند حدوث اختلال في التوازن، تبتعد جزيئات الغاز، بينما يبقى البخار على حالته.
التغيرات الفيزيائية لحالتَي الغاز والبخار
تتغير حالة المادة نتيجة لتغير في درجة الحرارة أو الضغط أو كليهما معًا. تبقى المادة الغازية على حالتها الغازية بشكل دائم ما لم تتعرض لضغط أو حرارة كافية لتحويلها إلى حالة أخرى.
من ناحية أخرى، يُعتبر البخار مرحلة انتقالية بين حالتي المادة، وغالبًا ما يتكون من مزيج من الجزيئات الغازية والسائلة عند تحول المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية. هذا يعني أن الغاز يحتفظ بحالته الفيزيائية بينما يتغير بخار الماء من حالة إلى أخرى.
حالة الغاز والبخار عند درجات الحرارة العادية
يمثل البخار حالة توازن بين الحالة السائلة والغازية، مما يتيح له العودة إلى حالته الأصلية (السائلة). بينما الغاز هو الحالة التي تكون فيها الجزيئات متباعدة مع أدنى مستوى من الجاذبية، ولا يحدث لها تغيير في الحالة عند درجات الحرارة العادية. من جهة أخرى، يُمكن لبخار الماء العودة إلى حالته الأصلية (السائلة أو الصلبة) عند درجات الحرارة العادية.
استقرار الغاز والبخار على سطح الأرض
لا يتمتع الغاز بالاستقرار على الأرض بسبب تباعد جزيئاته وبالتالي فإنها ترتفع إلى الأعلى. أما البخار، فيظل مستقرًا في حالة توازن بين حالتين من المادة (السائلة والغازية)، مما يمنعه من الصعود.
الارتباط بين الغاز والبخار والنقطة الحرجة
النقطة الحرجة تمثل درجة الحرارة أو الضغط التي تصبح عندها حالات المادة (السائلة، الغازية، الصلبة) غير قابلة للتفريق. تكون درجة حرارة الغاز عادةً أعلى من النقطة الحرجة، في حين تكون درجة حرارة البخار أقل من النقطة الحرجة لكنها أعلى من درجة الغليان.
قابلية مشاهدة الغاز والبخار
يوجد اختلاف طفيف بين الغاز والبخار في الخصائص الفيزيائية، من أبرزها أن جزيئات الغاز تكون متباعدة وتتحرك بشكل عشوائي، مما يجعل الغاز غير مرئي للعين المجردة، حيث يمكن رؤيته فقط باستخدام المجهر. بخلاف ذلك، تكون الأبخرة مرئية غالبًا بالعين المجردة، حيث يُمكن رؤية بخار الماء ككتلة تتشكل فوق السائل بسبب وجود جزيئات سائلة.
ختامًا، لا تمتاز الغازات والأبخرة بفروق ملحوظة، وغالبًا ما يتم استخدام المصطلحين بشكل مترادف. يشمل مصطلح الغاز بشكل ما مفهوم البخار، حيث يُعتبر البخار نوعًا من الغاز. البخار يمثل حالة انتقالية للمادة بينما الغاز يعد حالة دائمة للمادة لا تتغير.
