في هذا المقال على موسوعة، سنقدم لك معلومات عن قوانين الغازات في الكيمياء. الغازات هي إحدى حالات المادة الرئيسية في الكيمياء، وتشمل الحالات الصلبة والسائلة أيضا. تتميز الغازات بسرعة انتشارها وملء الوعاء الذي توجد فيه، سواء كان صغيرا أو كبيرا. وتتكون الغازات بشكل رئيسي من جزيئات ثنائية تحتوي على نوع واحد مثل غاز النيون وغاز الأرجون وغاز النيتروجين، أو من جزيئات تحتوي على نوعين أو أكثر مثل غاز أول أكسيد النيتروجين الذي يحتوي على غاز الميثان وغاز النيتروجين وغاز الأكسجين.
واحدة من أبرز خصائص الغازات هي أنها يمكن ضغطها وتعبئتها في أسطوانات أو عبوات، بالإضافة إلى حركتها العشوائية والسريعة بسبب تباعد جزيئاتها، وزيادة درجات الحرارة بزيادة المسافة بين الجزيئات.
بحث عن قوانين الغازات في الكيمياء
- تعتمد قوانين الغازات على دراسة العوامل التي تؤثر في نشاطها وتفاعلها، وتشمل هذه العوامل درجة حرارة الغاز، حجم الغاز باللتر، وعدد مولات الغاز.
- بالإضافة إلى العوامل الأخرى التي تدرسها قوانين الغازات، يتم دراسة حجم الضغط الذي ينتج عن تعبئة الغاز في الوعاء.
- في القرن الثامن عشر، عمل علماء الكيمياء على تحديث قوانين الغازات المتعددة.
قانون بويل
- قانون بويل هو واحد من أهم قوانين الغاز في الكيمياء وتم وضعه من قبل العالم روبرت بويل، وهو قانون يركز على حجم الضغط ودرجة تمدد الغاز عندما يصل الغاز لدرجة حرارة ثابتة.
- اكتشف العالم بويل في هذا القانون أن هناك علاقة عكسية بين ضغط الغاز وحجمه، وذلك عندما يصل الغاز إلى درجة حرارة ثابتة.
- في قانون بويل تم استخدام رموز للتعبير عن هذه العلاقة في شكل معادلة وهي: p × V = c.
- الحرف C يشير إلى الثابت الذي يقاس بالباسكال، وهو ثابت يعتمد على درجة الحرارة ونوع الغاز المستخدم.
- تشير P إلى قيمة ضغط الغاز ووحدتها تقدر بوحدة الضغط الجوي.
- يشير الرمز V إلى كمية الغاز المقاسة بوحدة اللتر.
- عند استخدام القانون لدراسة غازين من المقارنة تستخدم هذه المعادلة: p1 × V1 = p2 × V2.
قانون الغاز المثالي
- هو قانون يشير إلى الخصائص التي يتمتع بها الغاز المثالي، ومن بين هذه الخصائص مرونة التصادمات بين مكونات الغاز سواء كانت جزيئات أو ذرات.
- ومن بين خصائص الغاز المثالي الأخرى، فإن القوى الرابطة بين جزيئاته غير موجودة، حيث يفسر القانون أن الجزيئات الموجودة في الغاز لا تتفاعل نظرا لحركتها العشوائية وغير المنتظمة.
- يشمل قانون الغاز المثالي جميع العوامل التي تؤثر في سلوك الغاز في هذا العلاقة: P × v =n × R × T.
- يشير الرمز P إلى الضغط الغازي، أما الرمز V فيشير إلى حجم الغاز، أما الرمز N فيشير إلى عدد المولات، أما الرمز R فيشير إلى ثابت الغاز العام، أما الرمز T فيشير إلى درجة حرارة الغاز.
قانون شارل
- تم صياغة هذا القانون العالمي من قبل جاك شارل، وتوصل إليه في عام 1787م.
- قانون شارل يعتمد على تفسير الرابط بين درجة حرارة الغاز المثالي وحجمه، ويشير إلى أن العلاقة بين درجة الحرارة وحجم الغاز المثالي تتناسب طرديا.
- يتم صياغة القانون في المعادلة الرياضية بالرموز التالية: V/T = k.
- الرمز V يشير إلى حجم الغاز، بينما الرمز T يشير إلى درجة حرارة الغاز بوحدة كلفن، والرمز K يشير إلى الثابت المرتبط بنوع الغاز.
- عند مقارنة الغازين، يتم التعبير عن ذلك من خلال الصيغة التالية: V1/ T1 = V2/ T2.
تطبيقات قانون شارل
من أبرز الأمثلة التي يُطبق عليها قانون شارل ما يلي:
- حجم الكرة يقل بعد ملئها بالهواء في المنزل بسبب زيادة الحرارة.
- يحدث انتفاخ عجينة الخبز نتيجة وجود فراغات هوائية والتي تزداد بزيادة درجة الحرارة.
- يتمدد منطاد الهواء عند تعرضه لدرجات حرارة مرتفعة، وفي هذه الحالة يقل وزن المنطاد مما يؤدي إلى ارتفاعه في الهواء.
قانون أفوجادرو
- أماديو أفوجادرو هو صاحب هذا القانون وصاغه في عام 1811م.
- يشير القانون إلى العلاقة بين حجم الغاز وعدد جزيئاته، حيث يكون هناك علاقة عكسية بينهما، فعند زيادة كمية الغاز يزداد حجمه.
- بالنسبة لقانون أفوجادرو، يتم تمثيله بالعلاقة الرياضية التالية V=k×n.
- ترمز الحرف V إلى حجم الغاز، بينما يشير الحرف K إلى عدد جزيئاته، ويدل الحرف N على نوع الغاز.
- وفي حالة وجود غازين، يشمل العلاقة المستخدمة للمقارنة الصيغة الرياضية التالية: V1/n1=V2/n2.
القانون العام للغازات
- ينص هذا القانون على الحركة العشوائية التي تحدث بين الجزيئات وتسبب زيادة حجم الضغط نتيجة التصادمات المتكررة بينها، وهناك عوامل مؤثرة في هذه الحركة تشمل درجة الحرارة والضغط وحجم الغاز.
- كما يشير هذا القانون إلى أن حجم الجسيمات في الغاز صغير.
قانون غاي – لوساك
- أقر العالم غاي لوساك هذا القانون في عام 1808م، ويتم التعبير عنه بالعلاقة الرياضية التالية: P / T = k.
- يشير القانون إلى أن هناك علاقة طردية بين ضغط الغاز ودرجة الحرارة.
- يعبر هذا القانون في صيغته الرياضية عن العلاقة التالية: P / T = k.
- الرمز P يشير إلى ضغط الغاز، أما الرمز T فيشير إلى درجة الحرارة المطلقة، بينما الرمز K يشير إلى الثابت المعتمد على نوع الغاز.
وفي نهاية هذا المقال تم شرح قوانين الغازات في الكيمياء، والتي تشمل قانون بويل وقانون شارل وقانون أفوجادرو وقانون غاي لوساك، إلى جانب القانون العام للغازات وقانون الغاز المثالي.
المراجع