Diferència clau: gas vs vapor
La fase gasosa és una de les quatre fases fonamentals de tota la matèria juntament amb la fase sòlida, la fase líquida i el plasma. Els gasos es poden distingir clarament de les fases sòlides i líquides perquè, a diferència dels sòlids o líquids, els àtoms es troben en moviment lliure i es troben repartits per tot el recipient. El gas i el vapor semblen semblants per la seva transparència, però són dues fases diferents en què la matèria pot existir. La diferència clau entre gas i vapor és que el gas només existeix en un estat físic, mentre que el vapor pot coexistir amb un altre estat físic.
Què és el gas?
El gas a la natura es pot fer d'un sol element o d'una combinació d'àtoms. No obstant això, és una molècula molt petita. Per exemple, si es considera el grup d'halogens de la taula periòdica, el fluor i el clor existeixen com a gasos mentre que el brom existeix com a líquid i el iode com a sòlid. Això es deu al fet que la mida de l'àtom augmenta pel grup dels halogens i les molècules grans no poden obtenir l'estat de moviment lliure a causa de les interaccions intermoleculars.
El gas és una substància que només existeix en un estat, que és la fase gasosa. Això s'anomena estat termodinàmic. Un estat termodinàmic és la condició d'un sistema explicada segons els paràmetres termodinàmics com la temperatura, la pressió, etc. El gas no ha patit un canvi de fase, és a dir, només existeix com a gas i no patirà canvis de fase tret que es donin condicions especials.. Per tant, s'anomena substància monofàsica.
El diagrama següent mostra les posicions relatives de la fase gasosa i la fase de vapor. Aquí, la fase de vapor es troba a una temperatura inferior a la temperatura del punt crític. La fase gasosa es troba per sobre del punt crític.
Figura 01: posicions relatives de la fase gasosa i la fase de vapor
Què és el vapor?
El vapor es pot definir com una substància que es troba en fase gasosa i pot coexistir amb una fase líquida. Aquesta definició sembla una mica confusa, però el que passa aquí és que el vapor està en equilibri amb un líquid. Aquest líquid conté les mateixes molècules que el vapor. El vapor es forma a partir d'un canvi de fase i pot tornar a patir un canvi de fase. Per tant, s'anomena substància multifàsica. El vapor no és un estat de la matèria com ho és el gas. La transició d'un gas a un líquid es produeix per condensació seguida de la formació d'una gota líquida i el seu creixement. La coexistència del vapor amb la seva fase líquida és possible perquè la seva temperatura mitjana està per sota del punt crític. El punt crític és la temperatura i la pressió a les quals no es poden distingir un gas i un líquid. Només poden existir gasos per sobre del punt crític; així, un gas no pot coexistir amb un líquid. Per exemple, el vapor és vapor d'aigua a alta temperatura, mentre que a temperatura ambient és un líquid.
Un bon exemple d'equilibri vapor-líquid en condicions normals és l'equilibri entre l'etanol i el seu vapor. El diagrama següent mostra com es relacionen aquestes dues fases.
Figura 02: Mescla d'equilibri vapor-líquid d'etanol i aigua
Quina diferència hi ha entre el gas i el vapor?
Gas vs Vapor |
|
| Un gas només pot existir en una fase termodinàmica. | El vapor pot coexistir amb la seva fase líquida. |
| Estat físic | |
| El gas és un estat fonamental de la matèria. | El vapor és un estat de canvi temporal d'un líquid o sòlid. |
| Natura | |
| Tots els gasos no són vapors. | Tots els vapors són gasos. |
| Propietats | |
| Els gasos són invisibles. | El vapor pot ser visible. (Ex: el vapor d'aigua es pot veure com un núvol.) |
| Canvi de fase | |
| El gas no s'enfronta a un canvi de fase | El vapor experimenta un canvi de fase. |
| Origen | |
| El gas sempre és un gas a la natura. | El vapor és un tipus de gas format a partir d'un líquid o d'un sòlid. |
| Formació | |
| No es forma gas. | El vapor es forma per ebullició o per evaporació |
| Punt crític | |
| La temperatura d'un gas està per sobre del punt crític. | La temperatura d'un vapor està per sota del punt crític, però per sobre del punt d'ebullició del líquid o sòlid concret. |
| Assentar-se | |
| Els gasos no s'assenten a terra. | Els vapors s'assenten a terra. |
Resum: gas vs vapor
El gas es troba per sobre del punt crític, mentre que el vapor es troba per sota del punt crític. No pot existir fase líquida per sobre del punt crític. El vapor també existeix per sota del punt crític. Per tant, la principal diferència entre gas i vapor és que el gas només existeix en un estat físic, mentre que el vapor pot coexistir amb un altre estat físic.
