Sự khác biệt chính - Khí và Hơi
Pha khí là một trong bốn pha cơ bản của mọi vật chất cùng với pha rắn, pha lỏng và plasma. Chất khí có thể được phân biệt rõ ràng với pha rắn và pha lỏng bởi vì, không giống như trong chất rắn hoặc chất lỏng, các nguyên tử chuyển động tự do và lan truyền xung quanh một bình chứa. Khí và hơi đều có vẻ giống nhau do độ trong suốt của chúng, nhưng là hai pha riêng biệt mà vật chất có thể tồn tại. Sự khác biệt chính giữa khí và hơi là khí chỉ tồn tại ở một trạng thái vật chất trong khi hơi có thể cùng tồn tại với một trạng thái vật chất khác.
Khí là gì?
Khí trong tự nhiên có thể được tạo ra từ một nguyên tố đơn lẻ hoặc sự kết hợp của các nguyên tử. Tuy nhiên, nó là một phân tử rất nhỏ. Ví dụ, nếu xét nhóm halogen trong bảng tuần hoàn thì flo và clo tồn tại ở dạng khí trong khi brom tồn tại ở dạng lỏng và Iot ở dạng rắn. Điều này là do kích thước của nguyên tử được tăng xuống nhóm halogen và các phân tử lớn không thể có được trạng thái chuyển động tự do do tương tác giữa các phân tử.
Khí là chất chỉ tồn tại ở một trạng thái duy nhất là pha khí. Đây được gọi là trạng thái nhiệt động lực học. Trạng thái nhiệt động lực học là điều kiện của một hệ thống được giải thích theo các thông số nhiệt động lực học như nhiệt độ, áp suất, v.v. Chất khí không có sự thay đổi pha, có nghĩa là nó chỉ tồn tại dưới dạng khí và sẽ không trải qua sự thay đổi pha trừ khi có các điều kiện đặc biệt.. Do đó, nó được gọi là chất đơn pha.
Biểu đồ sau đây cho thấy vị trí tương đối của pha khí và pha hơi. Ở đây, pha hơi nằm ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn. Pha khí nằm trên điểm tới hạn.
Hình 01: Vị trí tương đối của pha khí và pha hơi
Hơi là gì?
Hơi có thể được định nghĩa là một chất ở pha khí và có thể cùng tồn tại với pha lỏng. Định nghĩa này trông hơi khó hiểu, nhưng điều xảy ra ở đây là hơi ở trạng thái cân bằng với chất lỏng. Chất lỏng này chứa các phân tử giống như hơi. Hơi được hình thành từ sự thay đổi pha và nó có thể trải qua sự thay đổi pha một lần nữa. Vì vậy, nó được đặt tên là chất đa pha. Hơi không phải là một trạng thái của vật chất như khí. Sự chuyển thể của một chất khí thành chất lỏng xảy ra bằng sự ngưng tụ, sau đó là sự hình thành giọt chất lỏng và sự lớn lên của nó. Có thể cùng tồn tại hơi với pha lỏng của nó vì nhiệt độ trung bình của nó nằm dưới điểm tới hạn. Điểm tới hạn là nhiệt độ và áp suất tại đó không thể phân biệt được chất khí và chất lỏng. Chỉ các chất khí có thể tồn tại trên điểm tới hạn; do đó, một chất khí không thể cùng tồn tại với một chất lỏng. Ví dụ, hơi nước là hơi nước ở nhiệt độ cao trong khi ở nhiệt độ phòng, nó là chất lỏng.
Một ví dụ điển hình cho cân bằng hơi-lỏng ở điều kiện bình thường là cân bằng giữa etanol và hơi của nó. Sơ đồ sau đây cho thấy hai giai đoạn này có liên quan như thế nào.
Hình 02: Hỗn hợp cân bằng hơi-lỏng của Ethanol và nước
Sự khác biệt giữa Khí và Hơi là gì?
Khí vs Hơi |
|
| Một chất khí chỉ có thể tồn tại trong một giai đoạn nhiệt động lực học. | Hơi có thể cùng tồn tại với pha lỏng của nó. |
| Trạng thái vật lý | |
| Khí là trạng thái cơ bản của vật chất. | Hơi là trạng thái thay đổi tạm thời của chất lỏng hoặc chất rắn. |
| Thiên nhiên | |
| Tất cả các chất khí không phải là hơi. | Tất cả các hơi đều là khí. |
| Thuộc tính | |
| Khí là vô hình. | Có thể nhìn thấy hơi. (Ví dụ: hơi nước có thể được nhìn thấy như một đám mây.) |
| Thay đổi giai đoạn | |
| Khí không đổi pha | Hơi trải nghiệm sự thay đổi giai đoạn. |
| Xuất xứ | |
| Khí luôn là một chất khí trong tự nhiên. | Hơi là một loại khí được hình thành từ chất lỏng hoặc chất rắn. |
| Hình thành | |
| Khí không được hình thành. | Hơi được hình thành do sôi hoặc bay hơi |
| Điểm quan trọng | |
| Nhiệt độ của khí trên điểm tới hạn. | Nhiệt độ của hơi dưới điểm tới hạn nhưng trên điểm sôi của chất lỏng hoặc chất rắn cụ thể. |
| Giải quyết | |
| Khí không lắng đọng trên mặt đất. | Hơi lắng xuống mặt đất. |
Tóm tắt - Khí vs Hơi
Khí nằm trên điểm tới hạn trong khi hơi nằm dưới điểm tới hạn. Không có pha lỏng nào có thể tồn tại trên điểm tới hạn. Hơi cũng tồn tại dưới điểm tới hạn. Do đó, sự khác biệt chính giữa khí và hơi là khí chỉ tồn tại ở một trạng thái vật chất trong khi hơi có thể cùng tồn tại với một trạng thái vật chất khác.
