物质以不同的物理状态存在，包括固体、液体和气体。水的不同状态分别是冰、水和水蒸气。当冰吸收足够的热能时，会变成液体；当液态水加温到100度时，会变成气体。这种变化可以逆向进行。大多数物质都会发生这种物理状态的变化。例如，在氧的制备中，固态的氧化汞（Ⅱ）和固态的氯酸钾在加热时会分解。大多数气体在适宜的温度和压力条件下可以液化和凝固。
与固体或液体不同，气体的体积可以通过增加压力来压缩。这种性质被称为压缩性。例如，在图10－1中，通过增加活塞上的重量，可以使气缸中的气体体积缩小，直到气体的压力足以支撑活塞和增加的重量为止。
在保持恒定压力下加热时，气体必定会膨胀到更大的体积。考虑图10－1中的气缸中的气体，当给气体加热时，它会膨胀。通过提高活塞，可以增大体积来补偿这种膨胀，从而保持压力恒定。膨胀性是所有气体的特性。如果给活塞增加重量使其保持不动，那么体积将保持不变。在这种情况下，气体的压力随着温度的上升而增大。
气体具有扩散性和渗透性。当在空气静止的房间中放入有刺激性臭气体时，经过一段时间，房间的其他部分就会闻到这种气体的味道。当将两种气体引入同一容器时，它们会通过扩散迅速混合。我们说每种气体对另一种气体发生了渗透作用。
大气中的各种气体具有不同的密度，但扩散作用阻止了气体的相互分离。因此，大气的相对组成不会随高度而改变。气体的混合物是均匀的，不会因密度差异而分层。
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