الغازات هي حالة من ثلاث حالات للمادة تختلف عن الحالات الأخرى في العديد من المواد المختلفة لأنها مواد فوضوية وموزعة بشكل عشوائي في اتجاهات عديدة.
تنتشر هذه الجزيئات التي يتكون منها الغاز في اتجاهات مختلفة بشكل عشوائي في الفضاء، وتعتمد هذه الحركة على ما يعرف بدرجة حرارة الغاز.
سنناقش في هذا الموضوع خصائص الغازات وقوانينها بشيء من التفصيل في مقالتنا الخاصة دائمًا.
قوانين الغاز
تعتبر قوانين الغاز من أهم جوانب الفيزياء.
كما يعتبر من أهم الأشياء التي يجب مراعاتها وفيما يلي أهم قوانين الغاز ببعض التفصيل.
اقرأ أيضا: اشرح سبب استخدام النظرية الحركية الجزيئية لشرح سلوك الغازات
قانون بويل
- يعتبر قانون بويل أحد أهم قوانين الغازات وفقًا للعالم روبرت بويل.
- 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.
- وضع العالم بويل هذا القانون في ميلادي. عام 1662 م ويعتبر من أهم وأشهر قوانين الغاز.
- نجد أيضًا أنه يمكن 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 تحت ضغط ثابت يتناسب طرديًا مع درجة الحرارة المطلقة.
- وضع العالم تشارلز هذا القانون في ميلادي. في عام 1787، وهذا القانون له صيغته الرياضية الخاصة التي تعبر عنه.
- وهو V1 \ T1 = V2 \ T2، حيث V هو حجم الغاز.
- T تعني درجة الحرارة.
قانون جاي لوساك
- يعد هذا القانون أيضًا أحد أهم قوانين الغاز، والذي ينص 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 بصيغتها الرياضية: P1 \ T1 = P2 \ T2.
- حيث تعني p ضغط الغاز و T تعني درجة الحرارة.
قانون الغاز العام
- لاشك أن قانون الغاز العام من أهم قوانين الفيزياء التي تعتمد عليها العديد من المواد والنظريات الفيزيائية المهمة.
- قانون الغاز العام هو أيضًا قانون يجمع بين ثلاثة قوانين، وهي قانون بويل وقانون تشارلز وقانون جاي لوساك.
- لأن هذا القانون يعبر عن العلاقة بين الضغط والحجم ودرجة الحرارة لكتلة ثابتة من الغاز.
- يعتبر هذا القانون من أهم القوانين النافذة.
- أيضًا، هذا القانون له صيغته الرياضية وهي كما يلي: P1V1 / T1 = P2V2 / T2.
- حيث تشير P إلى الضغط، و V للحجم و T لدرجة الحرارة.
قانون أفوجادرو
- يعد قانون Avogadro أحد أهم قوانين الغازات، والذي ينص على أنها تحتوي على كميات متساوية من الغازات المختلفة عند نفس درجة الحرارة.
- والضغط على عدد متساوٍ من الجسيمات، والصيغة الرياضية لهذا القانون هي V \ N = K.
- قوانين الغاز مهمة للغاية لأنها تستخدم في الديناميكا الحرارية.
- هذا للعثور على حسابات للعديد من التطبيقات المختلفة في الحياة اليومية.
قد تكون مهتمًا أيضًا بما يلي: أولاً استخدام الغازات السامة في الحرب
خصائص الغاز
- لاشك أن للغازات العديد من الخصائص التي تميزها عن غيرها من المواد.
- وأهمها أنها ذات كثافة منخفضة جدًا مقارنة بحالات المادة الأخرى، سواء كانت سائلة أو غازية.
- تتميز الغازات أيضًا بحقيقة أنها ليس لها حجم أو شكل ثابت، لأنها موزعة في الهواء على شكل عدد كبير من الجزيئات المختلفة.
- التي تحتوي على مسافات فارغة بينها وبين هذه الجزيئات لديها الكثير من الطاقة الحركية.
- ما الذي يميزها عن حالات المادة الأخرى؟
- نظرًا لأنها تتحرك بسرعة كبيرة وتتصادم مع بعضها البعض، فإنها تنتشر في المنطقة بأكملها.
- بحيث يتم توزيع الطاقة بينهما بالتساوي لتلائم مكانها.
- اعتمادًا على الجزيئات التي يتكون منها الغاز والكميات الميكانيكية للطاقة التي يحملها والحجم والكتلة.
- بالإضافة إلى خواص أخرى 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 عن طريق القوى بين الجزيئات.
- التي وصفتها قوانين الميكانيكا.
كما توجد العديد من الخصائص الأخرى للغازات التي يجب معرفتها بشيء من التفصيل، وهي كالآتي:
- الانضغاطية
- تعتبر هذه الخاصية من أهم خصائص الغازات، كما هو الحال عند الضغط على جزيئات الغاز.
- كما أنها تولد الكثير من الطاقة، مما يسمح لها بتغيير حجمها وشكلها بناءً على تغيرات الضغط عليها.
- يحدث هذا لأن المسافات 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 الاصطدامات، زاد ضغط الغاز.
- تجدر الإشارة إلى أن ضغط الغاز يقاس بالباسكال.
قدرة الانتشار
- تعتبر هذه الخاصية من أهم خصائص الغازات، لأن 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
- تتمدد الغازات مع زيادة درجة الحرارة وتنكمش مرة أخرى عند تعرضها للبرد.
- هناك أيضًا الكثير من الأدلة لدعم هذه الخاصية، بما في ذلك تجربة وضع القارورة.
- ثم يغلق فمه ببالون ويوضع في ماء ساخن.
- تبين أن الغاز الموجود في الدورق يدفع ويتحرك لنفخ البالون، ولكن عند إزالته من الماء الساخن ؛
- سوف ينكمش البالون مرة أخرى.
- أثبتت هذه التجربة العلمية أن الغاز يتمدد بالحرارة ويتعاقد مع البرودة.
- هناك أيضًا العديد من تطبيقات الحياة التي توضح هذه الخاصية، بما في ذلك منطاد الهواء الساخن، حيث يتم تسخين الهيليوم في قاعدة البالون.
- للتمدد لأعلى واستبداله بالهواء البارد، يرتفع البالون في الغلاف الجوي.
أنظر أيضا: مقال عن الغازات الخاملة
في نهاية المقال تعرفنا على قوانين الغازات وخصائصها ويمكنك مشاركة هذه المقالة على الشبكات الاجتماعية.
يمكنك أيضًا العثور على مقالات أخرى تغطي العديد من الموضوعات الثقافية المهمة في مقالتنا، فأنت جيد.