Un gas è uno dei quattro stati della materia e possiede proprietà che lo distinguono dagli altri tre stati: solido, liquido e plasma. Indipendentemente dalle molecole presenti, le proprietà del gas, come la sua capacità di espandersi, rimarranno le stesse finché lo stato rimane invariato. Molte molecole possono esistere in diversi stati e sono le proprietà di compressione, resistenza e volume facilmente manipolabile che definiscono cosa sia.
Una delle proprietà del gas è che si espanderà sempre per riempire qualunque area occupi. Indipendentemente da quante poche o quante molecole di gas e quanto grande o piccolo possa essere lo spazio, un gas si espanderà o condenserà sempre fino a quando non sarà distribuito in tutto il contenitore o spazio. Questa proprietà conferisce al gas un’altra caratteristica unica; poiché può espandersi fino alle dimensioni del suo contenitore, il volume di un gas è uguale al volume del contenitore in cui è sigillato. Man mano che il gas si espande, le molecole possono aderire a qualsiasi superficie toccano, rendendole in grado di espandersi fino ai bordi del contenitore.
La facilità di compressione è un’altra delle proprietà distintive del gas. Gli oggetti che si muovono attraverso il gas agiscono su di esso, piuttosto che il gas che agisce sull’oggetto. Questo può essere visto quando un oggetto come un getto si muove rapidamente attraverso i gas dell’atmosfera. Quando il getto raggiunge velocità che si avvicinano alla velocità del suono, questo movimento veloce comprime il gas attorno ad esso e crea onde. Questa trasformazione della forma di un gas avviene solo a velocità incredibilmente elevate, poiché un’altra delle proprietà del gas è che generalmente offrirà poca resistenza agli oggetti che lo attraversano a una velocità inferiore.
Quando un liquido o un solido viene trasformato in un gas, c’è un drastico cambiamento nel volume della sostanza, e questo dimostra un’altra delle proprietà del gas. L’idrogeno e l’ossigeno si combinano per formare l’acqua, che esiste in tre diversi stati. Quando è congelato, è sotto forma solida di ghiaccio. Scongelare il ghiaccio e trasformarlo in acqua non comporta un drastico cambiamento nel volume della sostanza, ma bollire l’acqua e trasformarla in gas crea uno scenario molto diverso. La trasformazione tra liquido e gas determina una variazione del volume della sostanza che può essere fino a 800 volte maggiore della forma liquida o solida originaria.