气体的一般特性

没有固定形状和体积，能自发充满任何容器的物质，称为气体。气体是物质存在的一种状态，其区别于液体和固体状态的属性，即为气体的特性。
人体的生命活动须不断地与周围环境进行气体交换(从环境中摄入氧，向环境中排出CO2以及惰性气体的进出等)。人体在处于密闭舱室或水下高气压环境等特殊条件下，首先要解决人体呼吸气体的供应和更新。因此，必须对气体的本质、特性、组分、各种参量(例如体积、压强、温度、分压等) 以及各参量相互间的规律性关系等，有相应的认识和掌握(见“气体定律”)。这是潜水医学的重要基础之一。
关于气体的特性，可按分子运动论加以认识。一切物质都由许多不连续的分子组成； 所有分子都不停地作不规则运动，大量分子的不规则运动叫做分子的热运动；分子间有相互作用力存在。分子间的距离以气体最大，液体次之，固体最小。分子间相互作用力则气体最小，液体较大，固体最大。所以气体没有一定的形状，容易压缩。固体则既有一定形状，又有一定体积。液体和气体都无一定形状，它们的形状根据条件而变化，统称流体。但液体体积一般不易压缩，故液体称为不可压缩性流体，而气体称为可压缩性流体。气体分子都在作无规则的热运动，它们不断和器壁碰撞而产生压强。温度越高，分子运动越剧烈，压强就越大。
气体的密度 单位体积物质的质量叫做物质的密度。由于在不同的压强和温度下，一定质量气体的体积会发生明显变化，其密度也会随之变化。因此，规定以温度为0℃和压强为760mmHg的状况为标准状况。在标准状况下1L气体的质量为气体的标准密度。所有在非标准状况下测得或算出的气体体积都须换算成标准状况下的体积(见“气体定律”)。
潜水时潜水员呼吸压缩气体，气体密度相应增加。可以根据呼吸气体压强和体积的变化，计算出相应的密度变化。
Avogadro定律 在同一温度、同一压强下，同体积的任何气体所含的分子数都相同(Avogadro定律)。1 mol的任何物质所含分子数都等于6.02204×1023(Avogadro常数)。Avogadro定律又可表述为： 在温度相等、压强相同的情况下，1 mol任何气体所占的体积都相等。在标准状况下，1 mol的任何气体，体积都接近于22.4L。根据这个定律，气体的质量和体积可以互相推算。
气体的扩散 由于微粒(分子、原子等)的热运动而产生的物质迁移现象，称为扩散。可由一种或多种物质在气、液或固相的同一相内或不同相间进行，直到相内各部分的浓度达到均匀或两相间的浓度达到平衡为止。扩散速度在气体中最大，液体中次之，固体中最小。气体总是从分压高处向分压低处扩散，直至平衡。扩散速度与分压差成正比。不同气体在相同情况下扩散的速度不同：与分子量（或密度）的平方根成反比(Graham定律)。如氦和氮的分子量分别为4和28，它们的平方根之比为2:5.3，扩散速度之比为5.3:2，即当分压差和温度等条件相同时，氦的扩散速度为氮的2.65倍。气体向液体中扩散的速度，与溶解系数(见“气体在液体中的溶解度及脂水溶比”)成正比。例如在37℃时，氧在水中的溶解系数为0.0244,CO₂则是0.56。CO₂向水中扩散的速度比氧快20多倍。气体扩散还受温度的影响，温度高时，扩散随气体分子运动增强而加快。在机体组织内，气体扩散还受血液灌流、组织成分、扩散面积等因素的影响。所以，气体在体内扩散的速度是各种因素都起作用的综合结果。
气体的比热 1g物质温度升高1℃所需的热量叫做比热。由于气体在受热时体积和压强都要发生明显改变，对气体比热影响较大，所以，必须分别在气体压强不变（定压）而体积可以自由变化； 或体积不变（定容） 而压强可变两种情况下测量其比热。前者为定压比热，后者为定容比热。液体和固体在温度升高1℃时，体积几乎不变，故比热不必区分定压和定容。气体在定压条件下升高温度，一定要膨胀而对外作功，即除升高温度所需热量外，还要多吸收一部分热量藉以作功。因此，定压比热总大于定容比热（见表）。

各种气体的比热(kcal/kg·℃)

气体名称	定压比热	定容比热
空 气 氧 氮 氢	0.24 0.22 0.25 3.41	0.17 0.16 0.18 2.42
氦 二氧化碳 一氧化碳 水 汽	1.25 0.20 0.25 0.44	0.75 0.15 0.18 0.33

由表可见，氦的定压比热是1.25，氮为0.25，前者为后者的5倍。故当潜水作业中以氦配成混合气体供潜水员呼吸时，应注意因氦的比热大造成潜水员的失热问题。
气体的热传导 热由较高温度的物体传至相接触的较低温度的物体，称为热传导或导热。通常用导热系数表示不同物质的热传导性能。导热系数小，表示热传导性能差。气体的导热系数一般较小。有些气体的导热系数相对较大（见表）。例如，氦的导热系数为空气的6.23倍，故在氦氧潜水中，人体将由此丧失更多的热量。

各种气体的导热系数

气体名称	0℃时的导热系数 (kcal/m·h·℃)	与空气导热 系数的比
空 气 氧 氮 氢 氦 氖 氩 二氧化碳	0.01919 0.02005 0.01962 0.13680 0.11860 0.03820 0.01359 0.01179	1.00 1.04 1.02 7.12 6.18 1.99 0.71 0.61