الغازات هي حالة من حالات المادة الثلاث، والتي تختلف عن الحالات الأخرى في العديد من المواد المختلفة، لأنها مواد موزعة بشكل عشوائي وعشوائي في اتجاهات عديدة.
تنتشر هذه الجزيئات، التي هي جزء من الغاز، في اتجاهات مختلفة بطريقة عشوائية في الفضاء، وتعتمد هذه الحركة على ما يعرف بدرجة حرارة الغاز.
في هذا الموضوع، سنناقش خصائص الغازات وقوانينها بشيء من التفصيل، في مقالتنا التي تحظى باحترام كبير.
قوانين الغاز
تعتبر قوانين الغاز من أهم جوانب الفيزياء.
يعتبر هذا أيضًا من أهم الأمور التي يجب الانتباه إليها وفيما يلي أهم قوانين الغازات مع بعض التفاصيل.
اقرأ أيضًا: اشرح سبب استخدام النظرية الحركية الجزيئية لشرح سلوك الغازات
قانون بويل
- وفقًا للعالم روبرت بويل، يعد قانون بويل أحد أهم قوانين الغازات.
- دراسة العلاقة بين حجم الغاز وضغطه عند درجة حرارة ثابتة.
- يعتبر هذا القانون أيضًا من أشهر قوانين الغازات وأكثرها أهمية التي يعتمد عليها الفيزيائيون.
- ينص قانون بويل أيضًا على أن حجم كتلة معينة من الغاز يتناسب عكسًا مع ضغطها عند درجة حرارة ثابتة.
- أعلن العالم بويل عن هذا القانون عام 1662 م ويعتبر من أهم وأشهر قوانين الغاز.
- اكتشفنا أيضًا أنه من الممكن التعبير عن قانون بويل بصيغة رياضية تعبر عنه كـ p1v1 = p2v2.
- حيث p هو الضغط، و v هو حجم الغاز.
- قانون بويل هو أحد أكثر قوانين الغاز استخدامًا.
قانون تشارلز
- يعد قانون تشارلز أيضًا أحد أهم قوانين الغازات التي يعتمد عليها الفيزيائيون.
- ينص قانون تشارلز على أن حجم كمية معينة من الغاز عند ضغط ثابت يتناسب طرديًا مع درجة الحرارة المطلقة.
- صاغ العالم تشارلز هذا القانون في عام 1787 م، وهذا القانون له صيغته الرياضية الخاصة التي تعبر عنه.
- وهو كالتالي V1 \ T1 = V2 \ T2، حيث V هو حجم الغاز.
- T تعني درجة الحرارة.
قانون مثلي الجنس لوساك
- يعد هذا القانون أيضًا أحد أهم قوانين الغازات التي تنص على أنه إذا تم وضع كمية معينة من الغاز في حاوية مغلقة ذات حجم ثابت.
- يتناسب الضغط في هذه الحالة طرديًا مع درجة الحرارة المطلقة، كما أن قانون جاي-لوساك هو أيضًا أحد أهم قوانين الغاز.
- والتي يتم التعبير عنها في شكلها الرياضي P1 \ T1 = P2 \ T2.
- حيث تعني p ضغط الغاز و T تعني درجة الحرارة.
قانون الغاز العام
- لا شك أن قانون الغاز العام من أهم القوانين في الفيزياء، حيث تعتمد عليه العديد من الأسئلة والنظريات الفيزيائية المهمة.
- قانون الغاز العام هو أيضًا قانون يجمع بين ثلاثة قوانين هي قانون بويل وقانون تشارلز وقانون جاي لوساك.
- لأن هذا القانون يعبر عن العلاقة بين الضغط والحجم ودرجة الحرارة عند كتلة ثابتة من الغاز.
- يعتبر هذا القانون من أهم القوانين المعمول بها.
- أيضًا، هذا القانون له صيغته الرياضية الخاصة، والتي تبدو كما يلي: P1V1 / T1 = P2V2 / T2.
- حيث تشير P إلى الضغط، فإن V تعني الحجم و T تعني درجة الحرارة.
قانون أفوجادرو
- يعد قانون Avogadro أحد أهم قوانين الغازات، والذي ينص على أنها تحتوي على كميات متساوية من الغازات المختلفة في نفس درجة الحرارة.
- والضغط على نفس عدد الجسيمات، والصيغة الرياضية لهذا القانون هي V \ N = K.
- قوانين الغاز مهمة للغاية لأنها تستخدم في الديناميكا الحرارية.
- إنه حساب بحث عن تطبيقات مختلفة في الحياة اليومية.
قد تكون مهتمًا بـ: أول من استخدم الغازات السامة في الحروب
خصائص الغاز
- لا شك أن للغازات العديد من الخصائص التي تميزها عن غيرها من المواد.
- والأهم من ذلك أنها ذات كثافة منخفضة جدًا مقارنة بحالات المادة الأخرى، سائلة أو غازية.
- تتميز الغازات أيضًا بعدم وجود حجم أو شكل ثابت، حيث يتم توزيعها في الهواء كعدد كبير من الجزيئات المختلفة.
- يوجد بينها مساحات فارغة، وهذه الجسيمات لديها الكثير من الطاقة الحركية.
- ما يميزها عن غيرها من حالات المادة.
- لأنها تتحرك بسرعة كبيرة وتتصادم مع بعضها البعض، فإنها تنتشر في كل مكان.
- بحيث يتم توزيع الطاقة بينهما بالتساوي لتستقر في مكانها.
- اعتمادًا على الجزيئات التي يتكون منها الغاز، واعتمادًا على الكمية الميكانيكية للطاقة والحجم والكتلة التي يحملها الغاز.
- بالإضافة إلى الخصائص الأخرى مثل التوصيل الحراري واللزوجة، أي مقاومة انتشار التدفق.
- هذه القوى الميكانيكية التي تتشكل بين الجزيئات هي التي تتحكم في معدل الاصطدام والانتقال بين الجزيئات.
- وتجدر الإشارة إلى أنه يمكن التحكم في هذه الكميات الميكانيكية بواسطة قوى بين الجزيئات.
- التي وصفتها قوانين الميكانيكا.
هناك أيضًا العديد من الخصائص الأخرى للغازات التي تحتاج إلى معرفتها بشيء من التفصيل، وهي:
- الانضغاطية
- تعتبر هذه الخاصية من أهم خصائص الغازات، على سبيل المثال، عند الضغط على جزيئات الغاز.
- كما أنها تولد قدرًا كبيرًا من الطاقة التي تسمح لها بتغيير حجمها وشكلها مع تغير الضغط عليها.
- وذلك لأن المسافة بين جزيئات الغاز كبيرة مقارنة بحالات المادة الأخرى، الصلبة والسائلة.
- تكون جزيئات الغاز في حركة ثابتة وثابتة مع تغير الضغط عليها مع زيادة الضغط على الغاز.
- كلما زاد عدد الاصطدامات بين جزيئات الغاز والأوعية التي يقع فيها، كلما زاد عدد التصادمات، زاد ضغط الغاز.
- تجدر الإشارة إلى أن ضغط الغاز يقاس بالباسكال.
الإنتشار
- تعتبر هذه الخاصية من أهم خصائص الغازات، حيث أن الغاز من أكثر المواد انتشارًا في الهواء.
- هذا يرجع إلى ضعف قوى الجذب بين الجزيئات التي تتكون منها هذه المادة.
- لذلك، فهو أكثر انتشارًا من حالات المادة الأخرى.
تتوسع الغازات بالحرارة
- تتوسع الغازات مع زيادة درجة الحرارة، وتتقلص مرة أخرى تحت تأثير البرد.
- هناك أيضًا الكثير من الأدلة لدعم هذه الخاصية، بما في ذلك تجربة توصيل القارورة.
- ثم أغلق الفوهة بالبالون واغمرها في الماء الساخن.
- وتبين أن الغاز الموجود في الدورق يدفع ويتحرك لنفخ البالون ولكن عند إزالته من الماء الساخن.
- سوف ينزل البالون مرة أخرى.
- أثبتت هذه التجربة العلمية أن الغاز يتمدد من الحرارة ويتقلص من البرد.
- هناك أيضًا العديد من التطبيقات الواقعية التي توضح هذه الخاصية، بما في ذلك منطاد الهواء الساخن، حيث يتم تسخين الهيليوم في قاعدة البالون.
- للتمدد لأعلى واستبداله بهواء بارد، يرتفع البالون في الغلاف الجوي.
أنظر أيضا: مقال عن الغازات الخاملة
في نهاية المقال تعرفنا على قوانين الغاز وممتلكاتها ويمكنك مشاركة هذه المقالة على مواقع التواصل الاجتماعي.
يمكنك أيضًا العثور على المزيد من المقالات الأخرى التي تتضمن العديد من الموضوعات الثقافية المهمة في مقالتنا، كل شيء على ما يرام.