気体

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気体（きたい）は物質の三態の一つ。気相である物質の状態を指す。液体とともに、流体であるが、分子の熱運動が分子間力を上回って、液体の状態と比べ、より自由に原子または分子が自由に動ける状態。固体、液体より粒子間の距離がはるかに大きいのが普通で、そのため密度は最も小さくなる。また、圧力や温度による体積の変化が激しい。構成粒子間でのやりとりが少ないので、熱の伝導は低い。

気体状態では、原子、分子は自由かつランダムに動く熱運動をしている。また、それを構成する粒子間の引力（分子間力）は働かない。さらにその粒子の大きさ、質量共に気体の体積に比べてはるかに小さい。このために気体の状態では物質の種類を問わずに共通の性質が表れやすい。たとえば同一温度、同一気圧の下では、気体の種類を問わず同一体積中に含まれる分子数は一定である。これをアボガドロの法則という。気体分子の大きさと質量を存在しないものとした仮想の気体のモデルを理想気体といい、気体の基本的性質を示すために扱われる。

臨界温度以下の気相のことを蒸気と呼ぶ。臨界温度以下で気体を圧縮していくと液体へ相転移（一次転移）する。また、ある臨界圧力以下の圧力が物質の飽和蒸気圧と等しくなる点が沸点である。

[編集] 気体の単離

我々は空気中で生活しているため、化学の分野など、気体を成分に分けて扱おうとすると、周囲の空気と混じってしまいやすいため、特別な工夫を必要とする。

水溶性で空気より軽い－上方置換で集める

アンモニア

水溶性で空気より重い－下方置換で集める

二酸化硫黄 - 塩化水素 - 塩素 - 二酸化窒素

非水溶性－水上置換で集める

一酸化窒素 - 窒素 - 酸素 - 水素

[編集] 利用

流体なので形を定めることが出来ない。しかし、固体の容器に閉じこめることで利用する例もある。柔らかな素材に閉じこめれば、体積が弾性的に変形するので、衝撃吸収の可能な素材となる。また熱伝導度が低いため、断熱の効果もある。発泡スチロールでは多数の細かい泡のような形で気体を含んでおり、これらの性質を強く示す。