Почему при обычных условиях газы являются хорошими изоляторами?

При обычных условиях газы обычно являются хорошими изоляторами и плохими проводниками электричества. Это объясняется несколькими факторами:

1. Заполнение энергетических уровней: В газах атомы или молекулы находятся в основном в невозбужденных состояниях, где энергетические уровни заполнены электронами валентной оболочки. При обычных условиях (нормальное атмосферное давление и комнатная температура) большинство электронов находятся в основных энергетических состояниях, и энергия, необходимая для их возбуждения или ионизации, велика. Поэтому газы обладают высоким сопротивлением проводимости и являются хорошими изоляторами.
2. Низкая концентрация свободных носителей заряда: В газах концентрация свободных носителей заряда (ионов и свободных электронов) при обычных условиях невелика. Это связано с тем, что ионизация газа требует высокой энергии, и большинство атомов или молекул остаются нейтральными. Низкая концентрация свободных носителей заряда снижает проводимость газа и делает его хорошим изолятором.
3. Диэлектрическая проницаемость: Газы обладают высокой диэлектрической проницаемостью, что способствует их изоляционным свойствам. Диэлектрическая проницаемость определяет способность материала противостоять проникновению электрического поля. Высокая диэлектрическая проницаемость газов означает, что они могут эффективно запирать электрическое поле и снижать проводимость.

Однако стоит отметить, что при достаточно высоких напряжениях или при наличии других факторов, таких как высокая влажность или наличие примесей, газы могут подвергаться процессу ионизации и становиться проводниками электричества. Это явление известно как газовый разряд и может проявляться в различных формах, таких как искры, дуги или плазменные разряды.