التخطي إلى المحتوى

يربط قانون الغاز المثالي كمية الغاز بنوعه ودرجة حرارته وحجمه

الحجم المولي. قانون تشارلز هذا السؤال موجه للطلاب. يوجد في الطبيعة أنواع عديدة من الغازات. كل نوع من الغازات له حجمه وعدده وطبيعته ورقمه الذري والعدد الكتلي الذي يميزه، والآن سنتعرف من خلال مقالتنا اليوم على كل ما يتعلق بهذا الموضوع بالتفصيل.

الحجم المولي. قانون تشارلز

يبحث العديد من الطلاب عن إجابة هذا السؤال، ولهذا السبب جئنا إليكم الآن لمعرفة إجابة هذا السؤال بالتفصيل:

  • الأحجام المتساوية هي غازات مختلفة تحتوي على نفس عدد الجسيمات عند نفس الضغط ودرجة الحرارة، وهذا هو قانون الغاز المثالي.
  • يعتبر هذا القانون من أهم وأبرز القوانين الفيزيائية والكيميائية المتعلقة بالمواد في الطبيعة ذات الطبيعة الغازية.
  • يعتمد هذا القانون على المبدأ المهم القائل بأن أي غاز في حالته المثالية يحتل عددًا معينًا من الجسيمات من نفس الحجم.
  • الحجم يتناسب عكسيا مع كل من الضغط ودرجة الحرارة.

يربط قانون الغاز المثالي كمية الغاز بنوعه ودرجة حرارته وحجمه

يتجاهل قانون الغاز المثالي كلاً من التفاعلات بين الجزيئات والحجم الجزيئي، لكنه يربط كمية الغاز بنوعه وحجمه ودرجة حرارته، وقانون الغاز المثالي أكثر دقة من قانون بويل وتشارلز، ولهذا السبب توصلنا إلى أنت الآن لتعرف إجابة هذا السؤال:

  • الجواب أن هذا البيان صحيح.

تعريف قانون الغاز المثالي

أما تعريف قانون الغاز المثالي فهو كالتالي:

  • قانون الغاز المثالي هو معادلة رياضية تستخدم لحل جميع المشاكل المتعلقة بالغازات.
  • أهم التغييرات المرتبطة بقانون الغاز المثالي هي درجة الحرارة والضغط والحجم.
  • يتم التعبير عن هذا القانون في صيغتين تقريبيتين يمكن أن تمثلا الغاز بعدة طرق.
  • هناك فرق بين الغاز المثالي والغاز الحقيقي في أن الغاز المثالي هو فكرة تتكون من مادة حقيقية.
  • والجدير بالذكر أن مفهوم الغاز المثالي تم إنشاؤه بسبب صعوبة وصف الغاز الحقيقي بالضبط.
  • إنه قريب يساعد الشخص على توقع وفهم سلوك الغازات الحقيقية من خلال مجموعة من القوانين التي يتبعها الغاز المثالي.
  • يتحول الغاز الحقيقي إلى سائل عندما تنخفض درجة حرارته، لكن الغاز المثالي لا يتحول إلى سائل.
  • لكن هناك مجموعة من الغازات الحقيقية قريبة من الغاز المثالي.

مميزات الغاز المثالي

للغاز المثالي خصائص عديدة وهي كالتالي:

  • إذا تم رسم الضغط مقابل الحجم عند درجة حرارة ثابتة، فسيتم الحصول على منحنى القطع الزائد المستطيل.
  • لا يمكن أن يحدث تسييل مثالي للغاز بسبب عدم جاذبية الجزيء الغازي بين جميع الجزيئات المتبقية.
  • تعتمد معلمة الانضغاطية على الضغط.
  • معامل التمدد الحراري يعتمد على درجة حرارة الغاز ولا يعتمد على طبيعته.
  • إذا كان الرسم الكهروضوئي مقابل الضغط عند درجة حرارة ثابتة، فسيتم الحصول على مخطط خط مستقيم.
  • أيضًا، لا تحتوي جزيئات الغاز المثالية على كتلة أو حجم محدد.
  • تصادمات جزيئات الغاز المثالية مرنة، لكن طاقتها الحركية ثابتة.
  • لا تنجذب جزيئات الغازات المثالية لبعضها البعض، مما يعني أنه لا توجد قوى ترابط بينها.

قانون الغاز المثالي

يتم التعبير عن قانون الغاز المثالي في صيغتين، الصيغة الجزيئية والصيغة المولية، والآن سنتعرف على كل صيغة بالتفصيل:

صيغة جزئية لغاز مثالي

  • هذا القانون = الحجم × الضغط = عدد الجزيئات × درجة الحرارة × ثابت بولتزمان.
  • يتم التعبير عنها باللغة الإنجليزية كـ PV = N KBT.
  • P = ضغط الغاز مُقاسًا بالباسكال.
  • V = يعبر عن حجم الغاز ويقاس بالأمتار المكعبة.
  • T = يشير إلى درجة حرارة الغاز ويقاس بالكلفن.
  • KB = تدل على ثابت بولتزمان، وهو 10-23 × 1.38.
  • N = يشير إلى عدد الجزيئات في الغاز.

الصيغة المولية للغاز المثالي

  • هذا القانون يساوي الحجم × الضغط = عدد مولات الغاز × درجة الحرارة × ثابت الغاز.
  • يتم التعبير عنها باللغة الإنجليزية كـ PV = nRT.
  • P = ضغط الغاز، مُقاسًا بالصراف الآلي.
  • V = يشير إلى حجم الغاز ويقاس باللتر L.
  • n = يشير إلى عدد مولات الغاز ويقاس بالمولات.
  • R = يدل على ثابت الغاز، وهو 0.082.
  • T = درجة حرارة الغاز وتقاس بوحدة كلفن.

الفرق بين الغاز المثالي والغاز الحقيقي

هناك فرق واضح بين الغاز المثالي والغاز الحقيقي، وسيتم التعرف على هذا الاختلاف الآن من خلال الجدول التالي:

غاز حقيقيغاز مثالي
يمكن العثور عليها في الطبيعةإنه غاز افتراضي، مما يعني أنه غير موجود في الطبيعة
إنه لا يتبع نظرية الحركة الجزئيةيتعلق بنظرية الحركية الجزيئية
الغاز الحقيقي له حجم معينحجمها صفر
هناك قوة جذب بين جزيئاتهالا توجد قوة جاذبة بين جزيئاتها
قوى الاصطدام بين جسيماتها غير مرنةقوى الاصطدام بين الجزيئات مرنة
يتصرف الغاز الحقيقي مثل الغاز المثالي عند ضغوط منخفضة ودرجات حرارة عاليةيتصرف الغاز المثالي مثل الغاز الحقيقي عند درجات حرارة منخفضة وضغوط عالية

المعادلة العامة للغاز المثالي

تشرح المعادلة العامة للغاز المثالي حالة الغاز اعتمادًا على مجموعة من العوامل مثل الحجم والضغط ودرجة الحرارة وعدد الجزيئات وكمية الغاز وكتلته، وهناك العديد من الصيغ المكتوبة المختلفة، ولكن في النهاية لديهم نفس القيمة. أشهر هذه الصيغ هي:

  • ف = ن. جمهورية مقدونيا. ت.
  • P. V = (م / ن). آر إم تي.
  • ص. الخامس = م. روبية. ت.
  • ص. الخامس = ن كيلو بايت. ت.
  • يجب معرفة أن:
    • الخامس: يشير إلى الحجم المحدد.
    • Kb: يدل على ثابت بولتزمان.
    • م: يدل على كتلة الغاز.
    • Rm: لتقف على ثابت الغاز المولي أو ثابت الغاز العام.
    • n: يشير إلى عدد الشامات.
    • Rs: يعني ثابت غاز محدد.

تطبيقات  على قانون الغاز المثالي

هناك العديد من التطبيقات التي تشير إلى قانون الغاز المثالي، ولهذا السبب جئنا إليكم الآن للتعرف على أبرز هذه التطبيقات:

المشروبات الغازية

  • المشروبات الغازية من أهم تطبيقات قانون الغازات المثالية.
  • تعتمد شركات تعبئة المشروبات الغازية على إضافة ثاني أكسيد الكربون الذي يتميز بضغطه العالي إلى المشروبات الغازية.
  • وذلك لضمان امتصاص أعلى لثاني أكسيد الكربون في العلب.
  • تعود العلاقة إلى حقيقة أن كمية الغاز المذاب تتناسب طرديًا مع الضغط الجزئي داخل العلب.
  • بمجرد فتح العلب، سينخفض ​​الضغط وتنخفض كمية الغاز المذاب تدريجياً.
  • بعد فترة، سيتم إطلاق ثاني أكسيد الكربون تمامًا من العلبة.

فتحات تهوية

  • تعتبر فتحات التهوية من أهم تطبيقات قانون الغازات لأنها تعادل ضغط الهواء.
  • زيادة معدل الأكسجين في المناطق المغلقة، ويعتمد عدد الفتحات التي يجب استخدامها على عدد الأشخاص في المكان ومعدل نشاطهم.

محركات الاحتراق الداخلي

  • محركات الاحتراق هي شكل شائع من المحركات الحرارية المستخدمة في المركبات مثل الطائرات والسفن والقوارب.
  • يستخدم هذا النوع من المحركات على نطاق واسع في الحياة اليومية، وخاصة في السيارات.
  • وهو أيضا السبب الرئيسي لتشغيل السيارة والسبب يعود إلى الكفاءة العالية لناقل الحركة.
  • يأتي اسم المحرك من طريقة إشعال الوقود حتى يتم العمل من داخل المحرك.
  • تعتمد محركات الاحتراق على مبدأ الغاز المثالي، لأن المحرك يحتوي على غرفة تحتوي على الوقود الذي يشتعل لرفع درجة حرارة الغاز في المحرك.