فسر يبتعد سلوك الغاز الحقيقي عن سلوك الغاز المثالي عند الضغط المنخفض ودرجة الحرارة المنخفضة
نٌقدم لكم من خلال مقالنا هذا إجابة سؤال فسر يبتعد سلوك الغاز الحقيقي عن سلوك الغاز المثالي عند الضغط المنخفض ودرجة الحرارة المنخفضة عبر بحر ؛ ليحصل الطلاب على الإجابة الصحيحة الكاملة، إذ يُعتبر علم الفيزياء من العلوم الهامة التي تتضمن على العديد من الظواهر المختلفة في حياتنا اليومية الواجب تفسيرها، ويعود التفسير العلمي إلى عدة أسباب وهما:
- السبب الأول: بتقليل درجة الحرارة للغاز الحقيقي، تقل الطاقة الحركية للجزيئات المتكون منها الغاز، مما تؤدي إلى زيادة قوى التجاذب بينها ويتقلص الحجم.
- إذ يعتمد مدى انحراف الغاز عن القوانين العامة للغازات على طبيعة الغاز.
- فتُعتبر غازات النيتروجين، والأكسحين، والهيدروجين من أمثلة الغازات التي تتميز بانحرافها القليل.
- يرجع السبب وراء تلك الانحراف إلى ضعف رابطة التجاذب بين جزيئات الغازات وبعضها عند ارتفاع الضغط ودرجة الحرارة العادية.
- بينما من أهم الغازات التي لها انحراف كبيراً غاز النشادر والكلور؛ نظراً لقوى التجاذب بين الجزيئات.
- السبب الثاني: يصغر الحجم الكلي للغاز في حالة تعرضه إلى ضغط عالى؛ فتنشأ بين جزيئاته نسبة فارغ كبيرة؛ نتيجة اقتراب الجزيئات من بعضها، مما تؤدي إلى تغيير حجمه.
متى يسلك الغاز الحقيقي سلوك الغاز المثالي
يتوقف ابتعاد سلوك الغاز الحقيقي عن الغاز المثالي على قانون شارل وقانون بويل، ولكن أثبتت الدراسات والأبحاث أنه يمكن أن يسلك الغاز الحقيقي سلوك قريباً من المثالي في الحالات الآتية:
- زيادة درجات الحرارة، ومقارنتها بدرجة الحرارة الحرجة للغاز.
- بالإضافة إلى حالة الضغوط المنخفضة.
ما هو الغاز المثالي
- هو الغاز الذي ينطبق عليه كافة قوانين الغازات في مختلف ظروف الضغط، ودرجة الحرارة.
- يتميز بانخفاض الكثافة، كما أنه الغاز التي له قيمة ثابتة عند جميع قيم الضغوط المنخفضة.
- يُستخدم الغاز المثالي في العديد من العلوم، إذ أنه يساهم في تسهيل المعادلات الرياضية التي توضح كيفية التحكم في الغاز المثالي؛ ليتم مقارنته مع الغاز الحقيقي.
تطبيقات على قانون الغاز المثالي
فسر يبتعد سلوك الغاز الحقيقي عن سلوك الغاز المثالي عند الضغط المنخفض ودرجة الحرارة المنخفضة اكتشف العالم الفيزيائي والكيميائي بويل أول قانون يُعبر عن السلوك الخاص للغازات، إذ ينص على إذ حدث تغيير بمقدار الضغط على كمية معينة من غاز ما، فإن حجمه يتناسب عكسياً مع الضغط الواقع عليه، حيث وضع للقانون الصيغة الرياضية PV=K ، واصبح من اهم القوانين التي تستخدم في مختلف المجالات، إليكم كافة التطبيقات الحياتية على قانون بويل فيما يلي:
بخاخة الطلاء
- تُعتبر بخاخة الطلاء نموذج على قانون بويل للغاز المثالي.
- فتحتوي البخاخة من الداخل على مادتين.
- المادة الأولى هي مادة الطلاء المُستخدمة بمختلف الألوان.
- وتعد المادة الثانية غاز على هيئه سائل مضغوط.
- يُعرف عن الغاز المسال أنه يغلي عند درجة الحرارة أقل من درجة حرارة الغرفة.
- وبالرغم من ذلك لا يقوم بالغليان داخل البخاخة؛ نظراً لشدة إحكام غلقها.
- عندما يبدأ الشخص بالضغط على البخاخة ويخرج الغاز منها، يحدث له تمدد من الداخل ويزداد الضغط الواقع عليه، فيتسبب في الضغط على مادة الدهان لترتفع إلى أعلى وتنطلق إلى الخارج.
زجاجة المياه الغازية
- في حالة رج شخص زجاجة المياه الغازية وقام بفتحها، نجد أنها تحدث فوران وتسرب للمياه.
- إذ يمكن تفسير ذلك بأن الغاز المتواجد بداخل الزجاجة قام بالاختلاط مع جزيئات السائل نتيجة للرج الشديد لها.
- فيقوم الغاز أثناء فتح الزجاجة وتعرضه إلى الهواء الطلق بالهروب.
- حاملاً السائل معه فيتسرب خارج الزجاجة بصورة عشوائية مكوناً فوم.
الغوص
- تُعتبر البنية الأساسية لجسم الإنسان هي التواجد في مناطق الضغط الطبيعي.
- وزيادة الضغط تؤدي إلى تعرض الشخص للكثير من المشاكل والمخاطر.
- يلاحظ قبل الغوص في أعماق البحار حث المدرب على عدم الصعود بسرعة عالية إلى سطح المياه أثناء الرجوع، والصعود ببطء وحرص شديد.
- إذ يرجع السبب أنه كلما اتجه الغواص إلى اسفل يتغير الضغط الواقع على الجسم.
- وبالرجوع إلى خصائص الغاز المثالي نجد أن زيادة الضغط تؤدي إلى نقص الحجم.
- فيقوم دم الغواص بامتصاص غاز النيتروجين المنتشر في قاع البحر.
- وأثناء الصعود تتمدد جزيئات الغاز بداخل جسم الغواص وتروجع إلى حالتها وحجمها الطبيعي.
- بينما في حالة الصعود بسرعة عالية تتغير حالة الدم الداخلية للغواص إلى شكل الفوم.
- إذ تتسبب في حدوث حالة من الفوضى بين المكونات الأساسية للدم.
- يشعر حينها الغواص بالآلم شديدة مصحوباُ بالانحناءات التي يجب أن تعالج فور التعرض لها.
ما هو الغاز الحقيقي
- يُعرف الغاز الحقيقي في العلوم الفيزيائية أنه الغاز التي لا يمكن تغيير الصفات الخاصة له.
- إذ لا يمكن معالجتها بواسطة قوانين الغازات المثالية.
- كما أنه الغاز الذي لا يخضع لقوانين الغازات في جميع الظروف الخاصة بالضغط ودرجة الحرارة القياسية.
- فيعد من الغازات التي تمتلك سرعة محددة، وحجم لجزيئاتها، كتلة.
قارن بين خصائص الغاز المثالي والغاز الحقيقي
تُبين المقارنة في العلوم الكيميائية والفيزيائية الطبيعة الخاصة لكل غاز، فيمكننا من خلالها التعرف على الغاز والحالات التي تغيير من حالته، إذ بعد العديد من الأبحاث والتجارب التي أجريت على الغازات المثالية والحقيقية، توصل العلماء إلى بعض الخصائص وهي:
- الغاز المثالي:
- تتميز التصادمات بين الجزيئات وبعضها البعض بالمرونة.
- لا تنشأ بين الجزيئات وبعضها قوى تجاذب، كما لا تتولد بين جدار الوعاء والجزيئات قوى.
- تتحرك الجزيئات بعشوائية دون التعرض إلى عوامل خارجية تؤثر عليها.
- حجم جزيئات الغاز لا قيمة لها يكاد أن ينعدم.بداخل الوعاء التي توضع به.
- يمكن تبريد الغازات المثالية حتى الوصول إلى الصفر المطلق دون أن تتكثف الجزيئات وتتحول إلى سائل.
- يُعتبر غاز افتراضي ولا يوجد في البيئة بصورة مباشرة.
- الغاز الحقيقي:
- تمتلك الجزيئات حجماً محدد بالنسبة للوعاء حتى وإن كان صغيراً.
- تتولد بين جزيئات الغاز الحقيقي قوى تجاذب.
- إلى جانب عدم مرونة التصادمات التي تنشأ بينها وبين الوعاء.
- في حالة تبريد الغاز يتقلص حجمه ويتكثف إلى أن يتحول لسائل وذلك قبل الوصول إلى درجة الصفر المطلق.
- يُعد من ضمن الغازات التي تتواجد في الطبيعة والبيئة.
إلى هنا نصل لختام مقالنا بعد الإجابة على سؤال فسر يبتعد سلوك الغاز الحقيقي عن سلوك الغاز المثالي عند الضغط المنخفض ودرجة الحرارة المنخفضة ، ضمن التعرف على مفهوم كلا الغازيين، إلى جاني المقارنة بين الخصائص الفيزيائية لهم.
